LEÂ HUY BAÙ Chuû bieân

(Taùi baûn laàn thöù ba, coù chænh lyù vaø boå sung)

NHAØ XUAÁT BAÛN ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP HOÀ CHÍ MINH - 2008

3

LÔØI NHAØ XUAÁT BAÛN

Giaùo sö Tieán só khoa hoïc Leâ Huy Baù laø moät trong nhöõng nhaø moâi tröôøng hoïc ñaàu tieân cuûa Vieät Nam ñöôïc ñaøo taïo baøi baûn, toát nghieäp Tieán syõ Khoa hoïc veà Ñoäc chaát moâi tröôøng ôû nöôùc ngoaøi vaø laø nhaø khoa hoïc coù nhieàu kinh nghieäm. Trong nhöõng naêm qua, vöøa tham gia coâng taùc giaûng daïy ngaønh Moâi tröôøng ôû caùc tröôøng ñaïi hoïc, cho heä ñaïi hoïc, heä cao hoïc vaø höôùng daãn luaän aùn tieán só trong nöôùc vaø daïy ngoaøi nöôùc, vöøa tröïc tieáp nghieân cöùu ñoàng thôøi laøm coâng taùc thöïc tieãn keát hôïp vôùi vieäc hoïc taäp nhöõng kinh nghieäm cuûa nöôùc ngoaøi, Giaùo sö Tieán só khoa hoïc Leâ Huy Baù ñaõ nghieân cöùu, bieân soaïn nhieàu coâng trình veà moâi tröôøng vaø sinh thaùi hoïc nhö: Moâi tröôøng hoïc cô baûn, Sinh thaùi moâi tröôøng hoïc cô baûn, Sinh thaùi moâi tröôøng ñaát, Quaûn trò moâi tröôøng cô baûn, Moâi tröôøng khí haäu thay ñoåi - moái hieåm hoïa cuûa toaøn caàu, Taøi nguyeân moâi tröôøng vaø söï phaùt trieån beàn vöõng, Kinh teá moâi tröôøng hoïc, Sinh thaùi moâi tröôøng öùng duïng, Nhöõng vaán ñeà ñaát pheøn Nam Boä, Lyù thuyeát vaø kinh nghieäm thöïc tieãn ISO/4001, Quaûn trò moâi tröôøng trong noâng laâm ngö nghieäp, Du lòch sinh thaùi… Caùc coâng trình naøy haàu heát ñaõ ñöôïc xuaát baûn, kòp thôøi phuïc vuï nhu caàu hoïc taäp, nghieân cöùu cho ngaønh Moâi tröôøng, ñoàng thôøi goùp phaàn naâng cao nhaän thöùc veà vaán ñeà moâi tröôøng ôû nöôùc ta.

Cuoán saùch Ñoäc hoïc moâi tröôøng cô baûn laø coâng trình tieáp theo cuûa Giaùo sö Leâ Huy Baù cuøng caùc coäng söï. Ñaây laø moät cuoán saùch ñöôïc bieân soaïn coâng phu, ñeà caäp ñeán nhieàu vaán ñeà veà ñoäc chaát, ñoäc toá. Moãi loaïi ñoäc chaát, ñoäc toá ñeàu ñöôïc phaân tích roõ veà nguoàn goác, tính chaát vaø bieän phaùp phoøng choáng. Saùch cuõng ñöa ra nhieàu daãn chöùng minh hoïa cuï theå.

Ñoäc hoïc moâi tröôøng cô baûn laø cuoán saùch veà ñoäc chaát hoïc moâi tröôøng ñaàu tieân ñöôïc bieân soaïn vaø xuaát baûn ôû Vieät Nam. Nhieàu khaùi nieäm môùi veà ñoäc chaát, ñoäc toá ñöôïc giôùi thieäu trong coâng trình naøy.

Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc Quoác gia Thaønh phoá Hoà Chí Minh traân troïng giôùi thieäu cuoán Ñoäc hoïc moâi tröôøng cô baûn vôùi baïn ñoïc.

NHAØ XUAÁT BAÛN ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA

TP HOÀ CHÍ MINH

5

CHÖÔNG 1

TOÅNG QUAN VEÀ ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG (ECOTOXICOLOGY, AN OVERVIEW)

1.1. GIÔÙI THIEÄU Trong nhöõng thaäp nieân gaàn ñaây, con ngöôøi ñaõ quan taâm ñeán taùc

ñoäng oâ nhieãm moâi tröôøng ñoái vôùi söùc khoûe coäng ñoàng, bôûi vì ngoaøi söï laây lan caùc beänh truyeàn nhieãm (dòch taû, thöông haøn) do vi sinh vaät gaây ra, nhöõng beänh nguy hieåm nhö ung thö, AIDS, quaùi thai, caùc dò taät baåm sinh ôû treû do caùc chaát ñoäc haïi trong moâi tröôøng ñaõ xuaát hieän vaø ngaøy caøng gia taêng ôû nhieàu nôi treân theá giôùi.

Xaõ hoäi caøng phaùt trieån, coâng nghieäp hoùa caøng nhanh thì tyû leä chaát thaûi ñoäc haïi töø saûn xuaát coâng nghieäp vaø nhöõng aûnh höôûng baát lôïi töø caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi taùc ñoäng vaøo moâi tröôøng caøng taêng nhanh. Caùc chaát ñoäc haïi coøn sinh ra do roø ræ töø quaù trình saûn xuaát, vaän chuyeån vaø löu tröõ caùc chaát ñoäc. Ngay caû nöôùc ræ, thaåm thaáu töø baõi raùc cuõng gaây nguy hieåm cho khu daân cö xung quanh. Caùc loaïi oâ nhieãm hoùa hoïc sinh ra töø quaù trình saûn xuaát coâng nghieäp vaø khai thaùc quaù möùc taøi nguyeân thieân nhieân ñang ngaøy caøng laøm nguy haïi cho sinh quyeån. Caùc taùc ñoäng aáy khoâng nhöõng aûnh höôûng ñeán loaøi ngöôøi maø caû caùc sinh vaät soáng treân traùi ñaát.

Söï phaùt xaï, caùc khí thaûi, chaát thaûi daïng voâ cô, höõu cô, buïi gia taêng ñang ñe doïa moâi tröôøng vaø söùc khoûe con ngöôøi. Theâm vaøo ñoù, söï thaûi ra ngaøy caøng nhieàu caùc kim loaïi ñoäc, caùc chaát höõu cô coù tính ñoäc vaø ñoä beàn cao, sau ñoù toàn löu, tích luõy trong chuoãi thöùc aên vaø gaây haïi nghieâm troïng ñeán con ngöôøi vaø caùc ñoäng vaät hoang daõ. Ñaùnh giaù bieán coá (risk assessment) vaø quaûn lyù bieán coá (risk management) töø caùc nguy cô tieàm taøng laø raát caàn thieát ñeå baûo veä caùc theá heä töông lai.

Chu trình töông taùc giöõa chaát oâ nhieãm vaø cô theå sinh vaät laø quaù trình tieáp xuùc, gaây neân taùc ñoäng sinh hoïc, theå hieän qua söï haáp thuï, phaân boá trong cô theå, chuyeån hoùa, töông taùc vôùi caùc thaønh phaàn sinh hoùa nhaïy caûm, töø ñoù coù theå gaây nhöõng bieán ñoåi veà sinh hoùa trong cô theå, daãn ñeán beänh taät.

6

Ñeå nghieân cöùu taát caû caùc taùc ñoäng neâu treân ñoái vôùi con ngöôøi, caù

theå sinh vaät vaø caùc quaàn xaõ sinh vaät trong heä sinh thaùi, chuùng ta seõ tieáp caän moät moân khoa hoïc môùi, ñoù laø moân Ñoäc hoïc moâi tröôøng (environmental toxicology) hay coøn goïi laø Ñoäc hoïc sinh thaùi (ecotoxicology). Noù laø moät boä moân cuûa ngaønh Ñoäc chaát hoïc (toxicology) nhöng laïi naèm trong ngaønh Moâi tröôøng hoïc (environmental sciences).

Caàn phaân bieät hai khaùi nieäm: ñoäc chaát hoïc vaø ñoäc hoïc moâi tröôøng. a) Ñoäc chaát hoïc J.F. Borzelleca ñònh nghóa: "Ñoäc chaát hoïc laø ngaønh hoïc nghieân cöùu veà

löôïng vaø chaát caùc taùc ñoäng baát lôïi cuûa caùc taùc chaát hoùa hoïc, vaät lyù, sinh hoïc leân heä thoáng sinh hoïc cuûa sinh vaät soáng". Ñoäc chaát hoïc laø ngaønh khoa hoïc veà chaát ñoäc. Noù laø moät ngaønh khoa hoïc cô baûn vaø khoa hoïc öùng duïng.

b) Ñoäc hoïc moâi tröôøng Hai khaùi nieäm ñoäc hoïc moâi tröôøng (environmental toxicology) vaø ñoäc

hoïc sinh thaùi (ecotoxicology) trong moâi tröôøng hoïc ñöôïc xem laø ñoàng nhaát. Ñoù laø ngaønh khoa hoïc chuyeân nghieân cöùu caùc taùc ñoäng gaây haïi cuûa ñoäc chaát, ñoäc toá trong moâi tröôøng ñoái vôùi caùc sinh vaät soáng vaø con ngöôøi, ñaëc bieät laø taùc ñoäng leân caùc quaàn theå vaø coäng ñoàng trong heä sinh thaùi. Caùc taùc ñoäng bao goàm: nguoàn goác phaùt sinh, con ñöôøng xaâm nhaäp cuûa caùc taùc nhaân hoùa, lyù vaø caùc phaûn öùng giöõa chuùng vôùi moâi tröôøng (Butler, 1978).

Ñoäc hoïc moâi tröôøng nghieân cöùu söï bieán ñoåi, toàn löu vaø taùc ñoäng cuûa taùc nhaân gaây oâ nhieãm voán coù trong thieân nhieân vaø caùc taùc nhaân nhaân taïo ñaõ aûnh höôûng ñeán caùc hoaït ñoäng soáng cuûa sinh vaät trong heä sinh thaùi, caùc taùc ñoäng coù haïi ñeán cho con ngöôøi. Nhö vaäy, khaùc vôùi Ñoäc chaát y hoïc hay Hoùa ñoäc hoïc, Ñoäc hoïc moâi tröôøng coù ñoái töôïng nghieân cöùu khoâng chæ laø con ngöôøi maø caû caùc loaøi sinh vaät, quaàn theå vaø quaàn xaõ. Phöông phaùp nghieân cöùu ñoäc hoïc moâi tröôøng thöû nghieäm söï taùc ñoäng vaø tích luõy ñoäc

Chaát oâ nhieãm, chaát ñoäc

Chuyeån hoaù

Taùc ñoäng

Cô theå sinh vaät

7

chaát, ñoäc toá treân nhöõng sinh vaät soáng chöù khoâng nghieân cöùu rieâng reõ thaønh phaàn cuûa ñoäc chaát trong phoøng thí nghieäm.

Caùc nghieân cöùu veà ñoäc hoïc moâi tröôøng raát phöùc taïp vì coù lieân quan ñeán nhieàu loaïi ñoäc toá, lieàu löôïng, noàng ñoää aûnh höôûng khaùc nhau, taùc ñoäng ñeán nhieàu loaøi khaùc nhau. Thôøi gian tieán haønh ñaùnh giaù möùc ñoä aûnh höôûng cuûa chaát ñoäc treân moät quaàn xaõ sinh vaät khaù daøi. Ñoái töôïng thöû nghieäm thöôøng tieán haønh treân caùc loaïi coù cô ñòa, sinh lyù gaàn gioáng nhö con ngöôøi. Sau ñoù, duøng phöông phaùp ngoaïi suy nhöõng keát quaû tìm ñöôïc ñeå aùp duïng cho con ngöôøi. Tuy nhieân, caùc nhaø sinh thaùi moâi tröôøng hoïc cuõng thöû nghieäm moät vaøi tröôøng hôïp treân con ngöôøi nhö vi truøng soát reùt, moät vaøi loaïi kyù sinh truøng... ñeå tìm ra thuoác chöõa trò.

Muïc tieâu cuûa ñoäc hoïc moâi tröôøng laø phaùt hieän caùc taùc chaát (hoùa hoïc, vaät lyù, sinh hoïc) coù nguy cô gaây ñoäc ñeå coù theå döï ñoaùn, ñaùnh giaù caùc söï coá vaø coù bieän phaùp ngaên ngöøa nhöõng taùc haïi ñoái vôùi caùc quaàn theå töï nhieân (bao goàm caû con ngöôøi) trong heä sinh thaùi. Caùc thí nghieäm vaät lyù, hoùa hoïc, sinh hoïc cuøng vôùi thí nghieäm ñoäc chaát moâi tröôøng ñaõ ñöôïc phoái hôïp thöïc hieän ñeå döï toaùn caùc aûnh höôûng xaáu cuûa ñoäc chaát coù theå xaûy ra trong moâi tröôøng.

Ñeå hieåu roõ hôn veà ngaønh khoa hoïc môùi meû naøy, chuùng ta caàn naém vöõng caùc khaùi nieäm, moái quan heä giöõa caùc thaønh phaàn trong heä sinh thaùi vaø nhöõng ñieàu kieän ñeå ñaëc tính hoùa hoïc cuûa moät chaát trôû thaønh ñoäc tính ñoái vôùi sinh vaät vaø con ngöôøi.

1.2. MOÄT SOÁ KHAÙI NIEÄM CÔ BAÛN (xem theâm phaàn “Glossary” ôû cuoái saùch tr 546-570)

Ñoäc hoïc moâi tröôøng (environmental toxicology) vaø ñoäc hoïc sinh thaùi (ecotoxicology) laø hai khaùi nieäm gaàn gioáng nhau. Ñoù laø moân hoïc nghieân cöùu caùc ñoäc tính cuûa caùc taùc nhaân gaây ñoäc nhö moät ñoäc toá, ñoäc chaát töø chaát gaây oâ nhieãm trong quaù trình oâ nhieãm moâi tröôøng. Ñoái töôïng gaây ñoäc laïi chính laø treân con ngöôøi vaø sinh vaät vaø heä sinh thaùi.

Taùc nhaân gaây ñoäc (toxic factor) laø baát kyø moät chaát naøo gaây neân nhöõng hieäu öùng xaáu cho söùc khoûe hoaëc gaây cheát. Haàu heát caùc chaát ñeàu coù ñoäc tính tieàm taøng, chæ coù ñoä lôùn cuûa lieàu löôïng (hay noàng ñoää) hieän dieän cuûa chaát ñoù trong moâi tröôøng môùi quyeát ñònh noù coù gaây ñoäc hay khoâng (Paracelsus, 1538).

8

Lieàu löôïng ñoäc (dose) laø moät ñôn vò bieåu hieän ñoä lôùn söï xuaát hieän caùc taùc nhaân hoùa hoïc, vaät lyù hay sinh hoïc. Lieàu löôïng coù theå ñöôïc dieãn taû qua ñôn vò khoái löôïng hay theå tích treân moät troïng löôïng cô theå (mg, g, ml/kg troïng löôïng cô theå) hay ñôn vò khoái löôïng hay theå tích treân moät ñôn vò dieän tích beà maët cô theå (mg, g, ml/m2 beà maët cô theå). Noàng ñoää trong khoâng khí coù theå ñöôïc theå hieän qua ñôn vò khoái löôïng hay theå tích treân phaàn trieäu theå tích khoâng khí (ppm) hay miligam, gam treân m3 khoâng khí. Noàng ñoää trong nöôùc coù theå dieãn taû qua ñôn vò ppm hay ppb.

Ñoä ñoäc caáp tính laø ñoä ñoäc tính thöôøng ñöôïc xaùc ñònh baèng noàng ñoä cuûa moät hoùa chaát, moät taùc nhaân gaây ñoäc taùc ñoäng leân moät nhoùm sinh vaät thöû nghieäm trong thôøi gian ngoä ñoäc ngaén, trong ñieàu kieän coù kieåm soaùt. Ñeå ñaùnh giaù ñoäc tính caáp vaø ngöôõng ñoäc, ngöôøi ta duøng caùc ñaïi löôïng sau ñeå ñaùnh giaù:

LD50 (median lethal dose): lieàu löôïng gaây cheát 50% ñoäng vaät thí nghieäm, ñôn vò mg/kg ñoäng vaät soáng treân caïn.

LC50 (median lethal concentration): noàng ñoää gaây cheát 50% ñoäng vaät thí nghieäm, ñôn vò mg/l dung dòch hoùa chaát; thöôøng duøng ñeå ñaùnh giaù ñoäc tính cuûa chaát ñoäc daïng loûng hoøa tan trong nöôùc soâng, suoái hay noàng ñoää hôi hoaëc buïi trong moâi tröôøng khoâng khí oâ nhieãm coù theå gaây cheát 50% soá ñoäng vaät thí nghieäm.

Toå chöùc Y teá theá giôùi (WHO) ñaõ döïa vaøo giaù trò LD50 ñeå phaân loaïi ñoäc tính cuûa ñoäc chaát. Giaù trò LD50 cuûa moät chaát caøng nhoû, ñoäc tính cuûa chaát ñoù caøng cao.

Coù nhieàu qui öôùc phaân loaïi caùc chaát ñoäc döïa vaøo LD50 cuûa chuùng nhö sau:

Nhoùm I : raát ñoäc, LD50 < 100 mg/kg.

Nhoùm II : ñoäc cao, LD50 = 100 - 300 mg/kg.

Nhoùm III : ñoäc vöøa, LD50 = 300 - 1000 mg/kg.

Nhoùm IV : ñoäc ít, LD50 > 1000 mg/kg.

Trong moâi tröôøng nöôùc, ñoäc tính cuûa hoùa chaát ñoái vôùi thuûy sinh ñöôïc ñaùnh giaù bôûi LC50. Giaù trò naøy caøng thaáp, ñoäc tính caøng cao.

Neáu ôû giai ñoaïn cuoái thí nghieäm khoâng gaây cheát ñoäng vaät thí nghieäm maø caùc noàng ñoää (lieàu löôïng) thí nghieäm daãn ñeán caùc taùc ñoäng

9

khaùc nhau ñoái vôùi 50% vaät thí nghieäm thì goïi laø lieàu aûnh höôûng 50% ED50 (median effective dose) hay noàng ñoää aûnh höôûng 50% EC50 (Rand vaø Petrocelli, 1985).

Giaù trò EC50 hay LD50 thöôøng ñöôïc thöïc hieän trong voøng 24 ñeán 96 giôø vaø ñöôïc thöû nghieäm treân moät loaïi chaát nhaát ñònh. Ví duï nhö thöû nghieäm treân nguoàn nöôùc ao hoà, thuoác baûo veä thöïc vaät, moät loaïi chaát ñieån hình trong nöôùc thaûi coâng nghieäp... ñeå xaùc ñònh noàng ñoää vaø ngöôõng an toaøn. Thôøi gian cuõng thöôøng ñöôïc ghi cuøng vôùi lieàu löôïng gaây cheát: LD50 48 h hay EC50 24 h.

Moät phöông phaùp nghieân cöùu khaùc laø ño thôøi gian caàn thieát ñeå xaùc ñònh 50% sinh vaät thí nghieäm coù phaûn öùng ñaëc bieät (ví duï nhö cheát). Phöông phaùp naøy ñoøi hoûi phaûi giöõ möùc ñoä cuûa caùc taùc ñoäng choïn loïc luoân khoâng ñoåi vaø theo doõi trong thôøi gian thí nghieäm ñeå xaùc ñònh thôøi ñieåm 50% vaät thí nghieäm cheát, hay 50% vaät thí nghieäm soáng soùt. Thôøi gian ñoù goïi laø median lethal time LT50 thôøi gian cheát 50%.

Do töû vong laø moät yeáu toá deã xaùc ñònh trong caùc phaûn hoài neân thöû nghieäm ñoä ñoäc caáp tính thoâng thöôøng nhaát laø thöû nghieäm noàng ñoä gaây cheát caáp tính; trong ñoù, 50% phaûn hoài laø thoâng soá chæ veà haøm löôïng ñoäc toá ñöôïc söû duïng vaø 96 h (hay ít hôn) laø thôøi gian ngoä ñoäc tieâu chuaån (do noù laø thôøi gian caàn cho söï ngoä ñoäc gaây cheát caáp tính). Thoâng soá duøng cho ñoä ñoäc caáp tính thöôøng ñöôïc söû duïng nhaát cho caù vaø caùc ñoäng vaät khoâng xöông lôùn laø 96 h LC50. Tuy nhieân, do töû vong khoâng deã xaùc ñònh cho caùc sinh vaät khoâng xöông, moät thoâng soá khaùc, EC50 (noàng ñoä aûnh höôûng trung bình), thöôøng ñöôïc söû duïng hôn laø LC50. AÛnh höôûng ñöôïc söû duïng ñeå öôùc tính EC50 cho moät soá ñoäng vaät khoâng xöông soáng (chaúng haïn daphnia, aáu truøng ruoài nhueá) laø söï baát ñoäng, ñöôïc xaùc ñònh laø khoâng di chuyeån. Caùc taùc ñoäng thöôøng ñöôïc söû duïng ñeå öôùc tính EC50 cho cua, toâm bieån, toâm ñoàng laø söï baát ñoäng vaø maát caân baèng, ñöôïc xaùc ñònh laø maát khaû naêng duy trì tö theá bình thöôøng.

Ñoäc toá caáp tính Ñeå xaùc ñònh ñoä ñoäc caáp tính, moät phöông phaùp thöû nghieäm thoâng

duïng laø xaây döïng moät thí nghieäm maø moät keát quaû xaùc ñònh (nghóa laø, moät phaûn hoài toaøn phaàn hay khoâng: cheát hay khoâng) ñöôïc suy luaän ra. Moái quan heä giöõa noàng ñoä chaát thöû vaø phaàn traêm caù theå bò ngoä ñoäc ñöôïc xaùc ñònh vaø moät ñöôøng cong noàng ñoä gaây cheát seõ ñöôïc xaùc laäp. Keát quaû cuûa

10

caùc thöû nghieäm ngaén haïn cho thaáy (1) phaàn traêm caù theå sinh vaät bò gieát hay baát ñoäng trong moãi noàng ñoä thöû, vaø (2) LC50 hay EC50 ñöôïc ghi nhaän töø quan saùt, tính toaùn hay noäi suy.

Baûng 1.1: LC50 cuûa moät soá hoùa chaát ñoái vôùi caù tueá

Hoùa chaát LC50

Triethylene glycol (TEG) 92,500mg/l

Dimethyl formanide (DMF) 10,410mg/l

Acetone 9,100mg/l

Dimethyl sulfoxide 33,500mg/l

(Nguoàn: US EPA, 1979)

• Ñoä ñoäc caáp tính tính theo Micro (TM test) Ñeå xaùc ñònh ñoä ñoäc caáp tính, ngöôøi ta coøn duøng phöông phaùp thöû

goïi laø TM test (Microtox Test) model 500 Analyser, Protocol for Basic Text (Microbix, 1992).

Nguyeân lyù phöông phaùp thöû laø kieåm soaùt quaù trình trao ñoåi chaát cuûa vi sinh vaät phaùt quang thôøi gian ngaén 5 – 15 phuùt qua ñoù, ñaùnh giaù ñoä ñoäc caáp tính cuûa moâi tröôøng nöôùc hay ñaát, buøn khí. Nhieät ñoä ñöôïc duy trì ôû 15 – 27oC. Thieát bò ño laø maùy Microtox model 500, ño cöôøng ñoä phaùt quang cuûa vi sinh vaät Vibrio fischeri NRRL B-11177, thuoác thöû Microtox Reagent. Maùy thöû ñöôïc noái vôùi moät maùy tính caøi ñaët saün phaàn meàm Microtox data collection and reduction software – version 6.0 hoaëc phaàn meàm Microtox OmiTM. Trong ñieàu kieän moâi tröôøng chöa coù hoaëc ít ñoäc chaát, vi sinh vaät phaùt quang maïnh do quaù trình hoâ haáp teá baøo cuûa chuùng. Neáu moâi tröôøng bò nhieãm ñoäc, chaát ñoäc caøng taêng thì löôïng phaùt quang caøng giaûm. Ngöôøi ta ñöa ra moät chæ soá EC50 cöôøng ñoä phaùt saùng cuûa vi sinh vaät trong khoaûng thôøi gian 5 phuùt (hoaëc 15 phuùt) vôùi nhieät ñoä t = 15 ± 0,5oC. Trò soá EC50 ñöôïc ñoïc qua maùy tính.

• Ñoä ñoäc caáp tính tính theo loaøi giaùp xaùc Ceriodaphnia Trong moâi tröôøng nöôùc ngoït coù loaïi phieâu sinh vaät giaùp xaùc

Ceriodaphria, thöôøng laø thöùc aên cho caù nhoû. Ngöôøi ta söû duïng tính nhaïy caûm cuûa noù vôùi noàng ñoä ñoäc chaát vôùi soá löôïng caù theå cheát ñeå xaùc ñònh möùc ñoä nhieãm ñoäc cuûa moâi tröôøng sau 24 giôø, 48 giôø.

11

Soá löôïng caù theå cheát cuûa noù cuõng ñöôïc bieåu dieãn qua EC50 – 24h EC50 – 48h hoaëc LC50 – 24h vaø ñôn vò tính ñoä ñoäc aáy laø mg/l.

• Ñôn vò ñoäc chaát (TU – Toxicity Units): laø ñaïi löôïng theå hieän löôïng ñoäc chaát cuûa maãu thöû vôùi sinh vaät thí nghieäm. Moät ñôn vò tính töông öùng vôùi maãu pha loaõng gieát cheát 50% soá löôïng sinh vaät thí nghieäm.

TU = %)50(EC

(%)100

50

TU caøng cao, EC50 caøng thaáp thì moâi tröôøng caøng ñoäc haïi. • Toác ñoä phaùt thaûi ñoäc chaát (Toxicity Emission Rate) laø löôïng ñoäc

chaát, ñoäc toá thaûi ra moâi tröôøng xung quanh trong thôøi gian moät ngaøy TER = TU/ngaøy = TU x Q (m3/ngaøy) • Heä soá phaùt thaûi ñoäc chaát (Toxicity Emission Factor – TEF): laø

löôïng ñoäc chaát phaùt thaûi tính treân moät taán chaát thaûi raén ôû caùc baõi raùc thaûi.

TEF = TU/taán raùc ñang phaân huûy = )ngaøy/raùctaán(H

TER

Ñoä ñoäc maõn tính Moät coâng cuï quan troïng ñeå hieåu roõ vaø ñaùnh giaù khaû naêng gaây ñoäc

cuûa hoùa chaát ñoái vôùi sinh vaät laø ñoä ñoäc maõn tính hay ñoä ñoäc toaøn voøng ñôøi. Ñoä ñoäc maõn tính coù theå cho thaáy caùc noàng ñoä cuûa hoùa chaát coù theå aûnh höôûng ñeán quaù trình phaùt trieån bình thöôøng vaø khaû naêng sinh saûn cuûa moät caù theå sinh vaät. Noùi chung, noàng ñoä gaây ra ngoä ñoäc maõn tính thöôøng thaáp hôn noàng ñoä ngoä ñoäc caáp tính. Do ñoù, ñoä ñoäc maõn tính cung caáp nhieàu soá lieäu nhaïy caûm hôn ñoä ñoäc caáp tính.

Trong caùc thöû nghieäm ñeå tìm ra ñoä ñoäc maõn tính, noàng ñoä ngöôõng gaây ra caùc taùc ñoäng coù haïi ñaùng keå thöôøng ñöôïc goïi laø noàng ñoä gaây ñoäc cöïc ñaïi coù theå chaáp nhaän ñöôïc (MATC). MATC laø moät noàng ñoä lyù thuyeát naèm treân noàng ñoä cao nhaát khoâng gaây ra aûnh höôûng (NOEC) vaø naèm döôùi noàng ñoä gaây ñoäc thaáp nhaát (LOEC), do ñoù NOEC < MATC < LOEC.

Trong vieäc thieát laäp moái quan heä giöõa ñoä ñoäc caáp tính vaø ñoä ñoäc maõn tính, moät thoâng soá ñaõ ñöôïc ñöa ra söû duïng, ñoù laø yeáu toá aùp duïng (AF), laø moät thoâng soá khoâng thöù nguyeân, thuaàn tuùy hoùa hoïc, ñöôïc tính baèng noàng ñoä ngöôõng cuûa ñoä ñoäc maõn tính chia cho noàng ñoä gaây ñoäc caáp tính. Yeáu toá aùp duïng AF ñöôïc xem nhö laø daûi noàng ñoä. Chaúng haïn, neáu

12

0,5 < MATC < 1,0mg/l vaø LC50 laø 10 mg/l, vaø AF = MATC / LC50 ≥ 0,5 < 1,0 / 10 = 0,05 – 0,1

Theo lyù thuyeát, AF khaù oån ñònh cho moät hoùa chaát. Do ñoù, khi AF cuûa moät hoùa chaát ñaõ ñöôïc xaùc ñònh cho moät loaøi thuûy sinh vaät naøo ñoù thì noù cuõng coù theå aùp duïng cho moät loaøi khaùc. Lyù thuyeát naøy ñaõ cung caáp moät öôùc tính veà noàng ñoä ñoäc maõn tính cuûa moät hoùa chaát leân caùc loaøi khoâng theå tham gia caùc pheùp thöû trong ñieàu kieän gaây ñoäc maõn tính do chöa coù ñuû thoâng tin veà caùc yeâu caàu caàn thieát ñeå duy trì ñôøi soáng sinh vaät. Ngoaøi ra, trong moät soá tröôøng hôïp, AF cuõng cung caáp öôùc tính veà noàng ñoä ñoäc maõn tính maø khoâng caàn tieán haønh thöû nghieäm, maëc duø loaøi sinh vaät coù theå tham gia. Ñieàu naøy ñaõ giuùp giaûm chi phí vaø thôøi gian söû duïng cho caùc thöû nghieäm. Caùc nhaø nghieân cöùu coù theå xaùc ñònh AF cuûa moät hoùa chaát ñoái vôùi moät sinh vaät vaø sau ñoù aùp duïng cho moät sinh vaät khaùc. Chaúng haïn, AF cuûa moät hoùa chaát ñoái vôùi caù laø töø 0,05 - 0,1, AF naøy coù theå aùp duïng ñeå xaùc ñònh MATC cuûa moät loaøi giaùp xaùc nhö toâm, khi bieát LC50 cuûa noù laø 1,0mg/l. MATC cuûa hoùa chaát naøy ñoái vôùi toâm seõ laø:

MATC = AF x LC50 = 0,05 – 0,1 x 1,0 mg/l ≥ 0,05 < 0,1 mg/l

Cuoái cuøng, moät söï so saùnh veà caùc noàng ñoä hoùa chaát gaây ra caùc aûnh höôûng coù haïi ñaùng keå trong nghieân cöùu ñoä ñoäc maõn tính vôùi noàng ñoä hoùa chaát coù theå coù trong moâi tröôøng nöôùc (EEC) cho pheùp moät söï ñaùnh giaù veà caùc khaû naêng ngoä ñoäc tieàm taøng maø hoùa chaát gaây ra cho caùc sinh vaät nöôùc.

Ñoäc tính baùn caáp laø taùc duïng gaây haïi cô theå ñoäng vaät neáu haèng ngaøy hoùa chaát ñöôïc ñöa vaøo cô theå trong khoaûng thôøi gian döôùi 10% thôøi gian soáng cuûa ñoäng vaät thí nghieäm.

Möùc khoâng thaáy ñöôïc hieäu öùng thuoác (no observable effect level – NOEL) laø lieàu löôïng toái ña cuûa moät chaát ñoäc khoâng taïo ra ñöôïc moät hieäu öùng thaáy roõ reät ôû caùc ñoäng vaät thí nghieäm. NOEL thöôøng ñöôïc duøng laøm höôùng daãn ñeå laäp ra caùc möùc tieáp xuùc toái ña ôû ngöôøi vaø thieát laäp caùc möùc dö löôïng chaáp nhaän ñöôïc treân caùc loaïi noâng saûn. Thoâng thöôøng, möùc tieáp xuùc vaø möùc dö löôïng chaáp nhaän ñöôïc ñöôïc qui ñònh khoaûng 100 - 1000 laàn nhoû hôn NOEL ñeå coù ñöôïc söï an toaøn caàn thieát.

Phaûn hoài (response) laø nhöõng phaûn öùng cuûa moät cô quan hay moät phaàn cuûa cô quan noäi taïng (ví duï nhö cô baép) ñoái vôùi moät taùc nhaân kích thích (duffus). Taùc nhaân kích thích coù theå coù moät vaøi daïng, taùc duïng kích

13

thích caøng lôùn thì phaûn hoài caøng maïnh. Khi taùc nhaân kích thích laø hoùa chaát, phaûn hoài lieân heä töông quan vôùi lieàu löôïng (dose).

1.3. NHIEÃM BAÅN - OÂ NHIEÃM CHAÁT ÑOÄC VAØ NGOÄ ÑOÄC 1.3.1. OÂ nhieãm moâi tröôøng (pollution) (*) Chuùng ta bieát raèng caùc hieän töôïng ngoä ñoäc ôû ngöôøi vaø sinh vaät ñeàu

lieân quan ñeán löôïng ñoäc toá, ñoäc chaát coù trong moâi tröôøng, maø ñoäc chaát naøy laïi xuaát phaùt töø chaát gaây oâ nhieãm coù trong moâi tröôøng bò oâ nhieãm.

Ñònh nghóa: OÂ nhieãm moâi tröôøng laø hieän töôïng suy giaûm chaát löôïng moâi tröôøng quaù moät giôùi haïn cho pheùp, ñi ngöôïc laïi vôùi muïc ñích söû duïng moâi tröôøng, aûnh höôûng ñeán söùc khoûe con ngöôøi vaø sinh vaät. OÂ nhieãm moâi tröôøng vöôït quaù möùc nhaát ñònh seõ laø hieän töôïng nhieãm ñoäc vaø ngoä ñoäc sinh vaät vaø con ngöôøi.

Toå chöùc Y teá theá giôùi ñònh nghóa oâ nhieãm laø vieäc chuyeån caùc chaát thaûi hoaëc naêng löôïng vaøo moâi tröôøng ñeán möùc coù khaû naêng gaây haïi cho söùc khoûe con ngöôøi vaø söï phaùt trieån sinh vaät hoaëc laøm giaûm chaát löôïng moâi tröôøng soáng.

Nguoàn gaây oâ nhieãm laø nguoàn thaûi ra caùc chaát oâ nhieãm. Chuùng ta coù theå phaân chia caùc chaát gaây oâ nhieãm theo tính chaát hoaït ñoäng, nguoàn goác phaùt sinh, theo khoaûng caùch khoâng gian… nguoàn gaây oâ nhieãm chính cuõng laø nguoàn gaây ñoäc.

Chaát oâ nhieãm laø caùc hoùa chaát, taùc nhaân vaät lyù, sinh hoïc ôû noàng ñoää hoaëc möùc ñoä nhaát ñònh, taùc ñoäng xaáu ñeán chaát löôïng moâi tröôøng. Khi oâ nhieãm vöôït quaù möùc, chaát oâ nhieãm cuõng chính laø chaát ñoäc.

1.3.1.1. OÂ nhieãm, gaây ñoäc moâi tröôøng nöôùc Nöôùc laø moät nguoàn taøi nguyeân lôùn trong thieân nhieân nhöng do söï

phaân boá khoâng ñeàu vaø do taùc ñoäng cuûa con ngöôøi neân ôû moät soá nôi treân theá giôùi nöôùc trôû neân khan hieám hoaëc keùm chaát löôïng, khoâng söû duïng ñöôïc. Do tính deã lan truyeàn neân phaïm vi cuûa vuøng oâ nhieãm nöôùc lan nhanh trong thuûy vöïc vaø theo ñaø phaùt trieån cuûa saûn xuaát coâng nghieäp, toác ñoä ñoâ thò hoùa... Nhieàu nôi treân theá giôùi hieän nay ñang bò ñe doïa thieáu nöôùc saïch traàm troïng do tình traïng nguoàn nöôùc bò oâ nhieãm hoaëc sa maïc

(*)Xem “Moâi tröôøng”, taäp I, Leâ Huy Baù, Nxb Khoa hoïc vaø kó thuaät, 1997).

14

hoùa. Haäu quaû cuûa vieäc nhieãm ñoäc ñoäc chaát, ñoäc toá trong vuøng nöôùc bò oâ nhieãm ñaõ, ñang vaø seõ coøn phaûi giaûi quyeát laâu daøi. Nöôùc oâ nhieãm laø con ñöôøng deã daøng nhaát ñöa ñoäc chaát vaøo caùc cô theå soáng vaø con ngöôøi thoâng qua caùc maét xích trong chuoãi thöùc aên, nöôùc uoáng. Vì theá, vaán ñeà oâ nhieãm nöôùc vaø aûnh höôûng cuûa caùc taùc nhaân ñoäc trong nöôùc ñeán quaàn xaõ thuûy sinh vaø con ngöôøi caàn ñöôïc quan taâm nghieân cöùu.

1.3.1.2. OÂ nhieãm, gaây ñoäc moâi tröôøng khoâng khí Khoâng khí laø hoãn hôïp caùc chaát coù daïng khí, coù thaønh phaàn theå tích

haàu nhö khoâng ñoåi. Thaønh phaàn cuûa khoâng khí khoâ laø 78% N2, 20,95% O2, 0,93% Ar, 0,03% CO2, 0,002% Ne, 0,005% He. Ngoaøi ra, khoâng khí coøn chöùa moät löôïng hôi nöôùc nhaát ñònh. Noàng ñoää baõo hoøa hôi nöôùc trong khoâng khí phuï thuoäc raát nhieàu vaøo nhieät ñoä.

OÂ nhieãm khoâng khí laø söï phoùng thích vaøo khí quyeån caùc loaïi khí, buïi, hôi hay caùc haït khoâng phaûi laø thaønh phaàn khoâng khí khoâ, laøm cho thaønh phaàn khoâng khí thay ñoåi, gaây aûnh höôûng baát lôïi cho con ngöôøi, sinh vaät vaø caùc coâng trình.

Khoâng khí oâ nhieãm chöùa raát nhieàu loaïi chaát ñoäc nguy haïi cho söùc khoûe con ngöôøi vaø heä sinh thaùi. Caùc chaát naøy caøng nguy hieåm hôn khi deã daøng xaâm nhaäp vaøo cô theå qua ñöôøng hoâ haáp vaø da, haáp thuï vaøo maùu hoaëc taùc ñoäng ngay leân heä thaàn kinh.

1.3.1.3. OÂ nhieãm, gaây ñoäc moâi tröôøng ñaát OÂ nhieãm nöôùc, oâ nhieãm khoâng khí coù lieân quan maät thieát ñeán oâ

nhieãm gaây ñoäc ñaát ñai. OÂ nhieãm ñaát phaûn aùnh nhöõng phöông thöùc canh taùc phaûn veä sinh vaø nhöõng chính saùch sai laàm veà quaûn lyù, söû duïng ñaát ñai. OÂ nhieãm ñaát phaûn aùnh söï lieân thoâng giöõa oâ nhieãm nöôùc, khoâng khí daãn ñeán oâ nhieãm vaø gaây ñoäc cho ñaát.

ÔÛ caùc nöôùc phaùt trieån cuõng nhö caùc nöôùc ñang phaùt trieån, oâ nhieãm gaây ñoäc ñaát coøn laø do:

+ Söû duïng quaù möùc trong noâng nghieäp nhöõng saûn phaåm hoùa hoïc nhö phaân boùn, chaát ñieàu hoøa sinh tröôûng, thuoác baûo veä thöïc vaät...

+ Thaûi vaøo ñaát moät löôïng lôùn chaát thaûi coâng nghieäp, chaát thaûi ñoäc haïi.

+ Do traøn daàu

+ Do caùc nguoàn phoùng xaï töï nhieân vaø nhaân taïo.

15

1.3.2. Nhieãm baån (contamination) laø tröôøng hôïp caùc chaát laï laøm thay ñoåi thaønh phaàn vi löôïng, hoùa hoïc, sinh hoïc cuûa moâi tröôøng nhöng chöa laøm thay ñoåi tính chaát vaø chaát löôïng cuûa caùc moâi tröôøng thaønh phaàn. Nhö vaäy, moâi tröôøng nöôùc khi bò oâ nhieãm ñaõ traûi qua giai ñoaïn nhieãm baån, nhöng moät moâi tröôøng nhieãm baån chöa chaéc ñaõ bò oâ nhieãm. Ngoaøi ra cuõng caàn bieát theâm raèng thuaät ngöõ Contamination chæ thöôøng duøng cho oâ nhieãm gaây ñoäc moâi tröôøng ñaát vaø buøn ñaùy, khoâng hoaëc ít duøng cho moâi tröôøng khoâng khí, nöôùc

1.3.3. Chaát ñoäc (toxicant, poison, toxic element) Chaát ñoäc laø nhöõng chaát gaây neân hieän töôïng ngoä ñoäc cho con ngöôøi,

thöïc vaät, ñoäng vaät.

Caùc taùc nhaân gaây oâ nhieãm coù maët trong moâi tröôøng ñeán moät noàng ñoää naøo ñoù thì trôû neân ñoäc. Nhö vaäy, töø taùc nhaân oâ nhieãm, caùc taùc chaát naøy trôû thaønh taùc nhaân ñoäc, chaát ñoäc vaø gaây ñoäc cho sinh vaät vaø con ngöôøi.

Trong moâi tröôøng thöôøng coù ba loaïi chaát ñoäc:

Chaát ñoäc baûn chaát (chaát ñoäc töï nhieân): goàm caùc chaát maø duø ôû lieàu löôïng raát nhoû cuõng gaây ñoäc cho cô theå sinh vaät. Ví duï nhö H2S, Pb , Hg, Be, St, CO...

Chaát ñoäc khoâng baûn chaát: töï thaân khoâng laø chaát ñoäc nhöng coù luùc noù cuõng coù theå gaây neân caùc hieäu öùng ñoäc khi vaøo moâi tröôøng.

Chaát ñoäc theo lieàu löôïng: laø nhöõng chaát ôû möùc ñoä bình thöôøng (hay möùc ñoä neàn) chöa bieåu hieän tính ñoäc; noù chæ coù tính ñoäc khi haøm löôïng taêng cao trong moâi tröôøng töï nhieân. Thaäm chí moät soá chaát khi ôû haøm löôïng thaáp laø chaát dinh döôõng caàn thieát cho sinh vaät vaø con ngöôøi (Microelement hay Microfertilize), nhöng khi noàng ñoää taêng cao, vöôït quaù moät ngöôõng an toaøn nhaát ñònh ñoái vôùi moät sinh vaät nhaát ñònh thì chuùng trôû neân ñoäc. Ví duï, trong moâi tröôøng ñaát, NH+

4 trong dung dòch ñaát laø chaát dinh döôõng cuûa thöïc vaät vaø sinh vaät khi ôû noàng ñoää thaáp; nhöng khi vöôït quaù tyû leä 1/500 veà troïng löôïng noù seõ gaây ñoäc. Töông töï, Zn laø nguyeân toá vi löôïng caàn thieát ñeå naâng cao chaát löôïng saûn phaåm noâng nghieäp nhöng khi vöôït quaù 0,78% ñaõ gaây ñoäc; hay Fe2+ vöôït quaù noàng ñoää 500ppm laø gaây cheát luùa, vöôït quaù 0,3 ppm trong nöôùc laø aûnh ñeán söùc khoûe cuûa con ngöôøi.

16

1.4. CAÙC NGUYEÂN LYÙ VEÀ ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG 1.4.1. Tính ñoäc Tính ñoäc cuûa moät chaát ñoäc phuï thuoäc vaøo caùc yeáu toá sau:

♦ Ñaëc tính cuûa chaát ñoù ñoái vôùi sinh vaät nhaát ñònh Ví duï : Pb, Hg, CuSO4, gaây ñoäc vôùi sinh vaät.

Hg voâ cô ít ñoäc hôn so vôùi Hg höõu cô. Chaát höõu cô chöùa Cl coù ñoäc tính caøng cao khi soá nguyeân töû Cl trong

phaân töû chaát ñoù caøng nhieàu: CH3Cl < CH2Cl2 < CHCl3 < CCl4. Hôïp chaát amine, nitro cuûa benzene caøng ñoäc khi goác NH2 vaø NO2

caøng nhieàu trong phaân töû. ♦ Caùc chaát deã tan trong nöôùc thöôøng deã gaây ñoäc hôn ♦ Noàng ñoää (hay lieàu löôïng) cuûa chaát ñoäc: Noàng ñoä vaø lieàu

löôïng caøng taêng tính ñoäc caøng taêng. ♦ Taùc ñoäng toång hôïp cuûa nhieàu chaát: neáu nhieàu chaát ñoäc cuøng

taùc duïng ñoàng thôøi thì möùc ñoä nguy hieåm caøng taêng. Trong tröôøng hôïp naøy, noàng ñoää caùc chaát phaûi nhoû hôn noàng ñoää cho pheùp cuûa töøng chaát. Caùch tính noàng ñoää cho pheùp:

1...TC

TC

TC

3

3

2

2

1

1 <+++

trong ñoù: C1, C2, C3 … laø noàng ñoää töøng chaát trong moâi tröôøng T1, T2, T3 ... laø noàng ñoää toái ña töông öùng khi taùc ñoäng rieâng reõ.

♦ Thôøi gian tieáp xuùc vôùi chaát ñoäc caøng laâu caøng nguy hieåm. ♦ Nhieät ñoä moâi tröôøng: thoâng thöôøng nhieät ñoä caøng cao, khaû

naêng gaây ñoäc caøng lôùn nhöng coù moät vaøi tröôøng hôïp thì ngöôïc laïi. Cuõng coù nhöõng chaát ñoäc, khi nhieät ñoä quaù cao seõ deã bò bieán tính hoaëc phaân huyû; do ñoù, tính ñoäc giaûm.

1.4.2. Ngöôõng ñoäc Ngöôõng ñoäc laø lieàu löôïng chaát ñoäc thaáp nhaát gaây ra ngoä ñoäc,

thöôøng tính theo ñôn vò: mg/kg troïng löôïng cô theå. Ngöôõng ñoäc khaùc nhau ôû caùc loaøi sinh vaät khaùc nhau; vaø ôû nhöõng

moâi tröôøng khaùc nhau, ngöôõng ñoäc cuõng khaùc nhau. Cuøng moät chaát ñoäc nhöng ngöôõng ñoäc cuûa ngöôøi khaùc cuûa thöïc vaät, ñoäng vaät vaø vi sinh vaät.

17

Trò soá ngöôõng thöù haïng (threshold limit value - TLV): ñoái vôùi moät hoùa chaát, TLV laø noàng ñoää cuûa hoùa chaát (tính theo ppm) khoâng taïo ra nhöõng aûnh höôûng xaáu cho sinh vaät trong moät khoaûng thôøi gian naøo ñoù. TLV thoâng duïng nhaát - thöôøng aùp duïng cho noâng daân - laø noàng ñoää cuûa hoùa chaát maø noâng daân phaûi chòu ñöïng trong 8 giôø moãi ngaøy vaø trong 5 ngaøy lieân tieáp. Ñoâi khi phaûi aùp duïng nhöõng trò soá TLV ngaén haïn cho noâng daân vì coâng vieäc phaûi ñi vaøo vuøng xöû lyù thuoác.

1.4.3. Tính beàn vöõng cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng Nhieàu chaát hoùa hoïc coù thôøi gian baùn phaân huûy (half life) raát daøi hay

raát khoù bò oxy hoùa hoaëc khoù bò phaân huûy sinh hoïc; do ñoù, chuùng raát beàn trong töï nhieân. Ví duï, dioxin coù thôøi gian baùn huûy töø 10 -12 naêm. Chuùng ñöôïc thaûi ra moâi tröôøng trôû thaønh chaát thaûi ñoäc haïi coù ñôøi soáng raát laâu daøi vaø gaây nguy hieåm cho heä sinh thaùi. Chuùng coù theå ñöôïc haáp thuï vaøo caùc cô quan cuûa thöïc vaät, ñoäng vaät raát laâu maø khoâng bò phaân raõ hay ñaøo thaûi. Theo thôøi gian, chuùng coù theå ñöôïc tích luõy ngaøy caøng nhieàu qua moãi baäc dinh döôõng trong thaùp dinh döôõng, tröôùc khi xaâm nhaäp vaøo cô theå con ngöôøi. Noàng ñoää tích luõy naøy khi vöôït quaù ngöôõng ñoäc giôùi haïn seõ gaây nhöõng beänh nguy hieåm hoaëc laøm thay ñoåi caáu truùc teá baøo, ñoät bieán gen gaây ung thö... laøm suy thoaùi caùc theá heä sau.

Ví duï, söï kieän nhieãm ñoäc methyl thuûy ngaân ôû vònh Minamata, Nhaät Baûn (1932 - 1971) khoâng chæ ñoái vôùi caù maø caû heä sinh thaùi trong nöôùc vaø traàm tích ñaùy vònh, laø moät ñieån hình cho söï toàn taïi beàn vöõng cuûa ñoäc chaát trong töï nhieân. Haäu quaû laø ngö daân trong vuøng sau nhieàu naêm aên caù bò nhieãm ñoäc, ñaõ phaùt sinh nhöõng caên beänh laï maø chæ coù ôû Minamata. Ngaøy nay, sau nhieàu coá gaéng naïo veùt traàm tích methyl thuûy ngaân vaø caûi taïo moâi tröôøng, ngöôøi ta öôùc tính dö löôïng coøn laïi cuûa thuûy ngaân trong buøn ñaùy vònh phaûi ñeán naêm 2011 môùi phaân huûy heát.

1.5. MOÄT VAØI LOAÏI ÑOÄC CHAÁT ÑIEÅN HÌNH (Seõ trình baøy kyõ hôn ôû caùc chöông sau)

1.5.1. Chaát thaûi töø coâng nghieäp döôïc phaåm Coâng nghieäp döôïc phaåm taïo ra moät khoái löôïng lôùn caùc chaát thaûi

hoùa hoïc. Thaønh phaàn cuûa caùc chaát naøy lieân quan ñeán bí maät cuûa saûn phaåm hay ñoäc quyeàn saùng cheá, do ñoù khoù coâng khai hoaøn toaøn. Caùc chaát

18

hoùa hoïc naøy coù theå laø chaát öùc cheá sinh hoïc hay chaát ñoäc ñoái vôùi qui trình xöû lyù vaø seõ gaây nhieàu vaán ñeà cho moâi tröôøng soáng khi thaûi ra ngoaøi.

1.5.2. Thuoác tröø saâu höõu cô Treân thò tröôøng moät soá loaïi thuoác baûo veä thöïc vaät ñaõ ñöôïc söû duïng

nhö DDT, lindane, chlordane, dieldrin, aldrin vaø heptachlor. Veà maët coâng duïng, chuùng ñöôïc xem laø coù taùc duïng dieät tuyeät ñoái nhieàu loaïi coân truøng khaùc nhau. Nhöng khi caùc loaïi treân ñöôïc duøng döôùi daïng dung dòch, chuùng coù khaû naêng dính chaët vaøo caùc haït keo ñaát, khoù bò röûa troâi theo doøng nöôùc vaø khoù bò phaân huûy sinh hoïc hay hoùa hoïc trong moâi tröôøng töï nhieân. Thôøi gian baùn huûy cuûa chuùng töông ñoái daøi (1-10 naêm). Do khoâng tan trong nöôùc neân chuùng coù theå ñöôïc tích luõy trong caùc moâ môõ vaø chuyeån töø ñoäng vaät sang con ngöôøi qua thöùc aên hoaëc qua nöôùc uoáng khoâng khí oâ nhieãm. Hieän nay moät soá hoùa chaát baûo veä thöïc vaät ñaõ bò caám nhö DDT nhöng moät soá nôi vaãn coøn duøng vaø toàn dö trong ñaát vaãn coøn cao (Leâ Huy Baù, 2004).

1.5.3. Hôïp chaát phenol Hôïp chaát phenol xuaát phaùt töø goác benzene goàm: polyphenol,

chlorophenol, phenoxy acid. Phenol khoâng maøu, tinh theå traéng coù theå chuyeån sang ñoû khi bò phôi ra aùnh naéng, tan töông ñoái nhieàu trong nöôùc. Phenol laø phuï phaåm cuûa coâng nghieäp hoùa daàu, töø moû than, luyeän coác hoaëc coù theå phaân tích töø nhöïa ñöôøng, ñieàu cheá töø toång hôïp höõu cô… Phenol laø nguyeân lieäu thoâ cuûa nhieàu ngaønh coâng nghieäp. Moät ví duï ñieån hình gaàn ñaây laø vieäc 21 coâng nhaân ñaõ bò boûng da, phaûi ñi caáp cöùu, nhaäp vieän vaø ñeå laïi thöông taät do tieáp xuùc vôùi phenol trong khi naïo veùt keânh coù nöôùc ñaõ bò nhieãm phenol töø pheá thaûi voû haït ñieàu ôû Bình Chaùnh, Thaønh phoá Hoà Chí Minh (1999).

1.5.4. Caùc hôïp chaát PCB (polychloro biphenyl) Gioáng nhö thuoác tröø saâu höõu cô, PCB laø hôïp chaát raát beàn vöõng trong

töï nhieân. Moät phöông phaùp thöôøng duøng ñeå phaù huûy caáu truùc cuûa PCB laø nung ôû 1200oC trong 2 phuùt. Con ñöôøng thoâng thöôøng nhaát ñeå PCB xaâm nhaäp vaøo cô theå ngöôøi laø qua thöïc vaät, thuûy saûn, khí quyeån (haït bay hôi). Chuùng coù theå toàn löu trong moâ môõ cuûa caùc sinh vaät soáng.

1.5.5. Chaát thaûi coù goác halogen

Xuaát phaùt töø quaù trình giaët taåy, laøm saïch kim loaïi, deät nhuoäm hay thuoäc da. Goác halogen coù theå keát hôïp vôùi caùc chaát thaûi trong nöôùc thaûi ñeå

19

taïo thaønh caùc hôïp chaát raát nguy hieåm, ñoäc haïi, linh ñoäng trong nöôùc vaø toàn taïi laâu beàn trong töï nhieân.

1.5.6. Chaát ñoäc cyanur Töø hoùa chaát ñaõi vaøng, tuyeån quaëng, xöû lyù hôi noùng trong luyeän theùp

vaø moät soá chaát thaûi coâng nghieäp.

1.5.7. Chaát ñoäc phoùng xaï Coù hai nguoàn chaát thaûi phoùng xaï maø phoå bieán nhaát laø töø nhaø maùy

naêng löôïng haït nhaân: moû quaëng uranium; chaát thaûi beänh vieän.

Coù ba loaïi tia phoùng xaï aûnh höôûng leân con ngöôøi laø alpha, beta, vaø gamma. Möùc ñoä gaây haïi tuøy thuoäc loaïi tia. Chaát phoùng xaï seõ gaây ra tình traïng thieáu maùu, suy nhöôïc cô theå, meät moûi, ruïng toùc, ñuïc thuûy tinh theå, noåi ban ñoû ôû da, ung thö hoaëc gaây nhöõng ñoät bieán trong quaù trình hình thaønh teá baøo, bieán ñoåi gen, laøm aûnh höôûng ñeán caû moät theá heä töông lai.

1.5.8. Caùc chaát ñoäc kim loaïi naëng

Kim loaïi naëng coù trong buøn coáng raõnh, keânh raïch ñoâ thò, nöôùc thaûi coâng nghieäp nhaát laø luyeän kim, xi maï qua con ñöôøng thöïc phaåm, tích luyõ trong cô theå sinh vaät,... gaây aûnh höôûng laâu daøi leân cô theå sinh vaät vaø con ngöôøi, gaây ung thö.

1.6. CAÙC YEÁU TOÁ LAØM AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN TÍNH ÑOÄC CUÛA ÑOÄC CHAÁT, ÑOÄC TOÁ Tieân lieäu nhöõng aûnh höôûng coù haïi cuûa chaát ñoäc ñoái vôùi con ngöôøi

vaø caùc quaàn theå sinh vaät trong heä sinh thaùi laø moät vieäc khoâng deã. Tuoåi taùc, giôùi tính, söùc khoûe vaø nhieàu yeáu toá moâi tröôøng khaùc goùp phaàn vaøo keát quaû cuoái cuøng.

1.6.1. Lieàu löôïng vaø thôøi gian tieáp xuùc vôùi hoùa chaát ñoäc: noùi chung, khi lieàu löôïng tieáp xuùc caøng cao vaø thôøi gian tieáp xuùc caøng laâu thì tính ñoäc coù taùc haïi caøng lôùn.

Söï hieän dieän cuøng moät luùc nhieàu loaïi hoùa chaát trong cô theå soáng hoaëc trong moâi tröôøng taïi cuøng moät thôøi ñieåm tieáp xuùc cuõng laø moät yeáu toá taùc ñoäng ñeán tính ñoäc cuûa caùc chaát.

Ñeå chöùng toû taùc ñoäng naøy, caùc nhaø ñoäc chaát hoïc thöôøng tieán haønh caùc thöû nghieäm ñeå xaùc ñònh LD50 (lieàu gaây cheát 50% con vaät thí nghieäm)

20

cuûa moãi loaïi ñoäc chaát, LD50 ñaùnh giaù tính ñoäc töông ñoái cuûa moät chaát. Ví duï, moät chaát coù LD50 laø 200mg/kg b.w (body weight) seõ coù tính ñoäc baèng moät nöûa cuûa hoùa chaát coù LD50 laø 100mg/kg b.w.

1.6.2. Caùc yeáu toá sinh hoïc

Tuoåi taùc: Nhöõng cô theå treû con, ñang phaùt trieån qua thôøi kyø non yeáu seõ bò taùc ñoäng cuûa chaát ñoäc maïnh hôn nhöõng cô theå ngöôøi lôùn. Ví duï, treû em bò nhieãm ñoäc chì vaø thuûy ngaân deã daøng vaø nghieâm troïng hôn ngöôøi lôùn vì heä thaàn kinh cuûa chuùng chöa hoaøn chænh raát nhaïy caûm vôùi chaát ñoäc; con vaät thí nghieäm nhoû bò ngoä ñoäc cuûa SOx vaø NOx trong khoâng khí oâ nhieãm naëng hôn con vaät lôùn.

Tình traïng söùc khoûe: dinh döôõng keùm, caêng thaúng thaàn kinh, aên uoáng khoâng ñieàu ñoä, beänh tim, phoåi vaø huùt thuoác laù goùp phaàn laøm suy yeáu söùc khoûe vaø laøm con ngöôøi deã bò nhieãm ñoäc hôn. Yeáu toá di truyeàn cuõng coù theå quyeát ñònh söï phaûn öùng cuûa cô theå ñoái vôùi moät soá chaát ñoäc.

Yeáu toá gen di truyeàn: cuõng coù taùc duïng nhaát ñònh ñeán möùc ñoä taùc haïi vaø khaû naêng aûnh höôûng laâu daøi qua vaøi theá heä cuûa ñoäc chaát. Moät soá gen nhaát ñònh seõ deã bò taùc ñoäng cuûa moät soá ñoäc chaát nhaát ñònh.

1.6.3. Caùc nhaân toá moâi tröôøng aûnh höôûng ñeán hoaït tính cuûa ñoäc chaát

Caùc nhaân toá oâ nhieãm lan truyeàn trong caùc moâi tröôøng thaønh phaàn (moâi tröôøng nöôùc, khoâng khí, ñaát) coù theå gia taêng tính ñoäc vaø cuõng coù theå keát tuûa, giaûm tính ñoäc. Caùc taùc nhaân oâ nhieãm chòu aûnh höôûng maïnh cuûa caùc yeáu toá cuûa moâi tröôøng thaønh phaàn maø caùc ñoái töôïng sinh vaät vaø heä sinh thaùi naèm trong moâi tröôøng ñoù. Coù theå keå moät soá taùc nhaân aûnh höôûng nhö sau :

pH moâi tröôøng: tính kieàm, acid hay trung tính cuûa moâi tröôøng laø yeáu toá ñaàu tieân aûnh höôûng ñeán tính tan, ñoä pha loaõng vaø hoaït tính cuûa taùc chaát gaây ñoäc. Moät taùc nhaân oâ nhieãm toàn taïi ôû traïng thaùi hoøa tan thöôøng coù ñoäc tính cao hôn ñoái vôùi thuûy sinh.

Ví duï: ôû pH acid, keõm (Zn) coù ñoäc tính cao hôn vì toàn taïi ôû hình thaùi Zn2+ vaø ZnHCO3

+ (hoøa tan); trong khi ñoù ôû pH kieàm, keõm coù ñoäc tính thaáp do toàn taïi ôû traïng thaùi Zn(OH)2 (keát tuûa).

EC (ñoä daãn ñieän): coù aûnh höôûng nhaát laø vôùi caùc chaát ñoäc coù tính ñieän giaûi.

21

Caùc chaát caën trong moâi tröôøng nöôùc, khoâng khí, ñaát, gaây keát dính hay sa laéng ñoäc chaát. Ví duï, trong vuøng ñaát chua pheøn, neáu coù caùc haït keo seùt lô löûng, ñoäc chaát Al3+ laø ñoäc chaát ñieån hình trong heä sinh thaùi ñaát pheøn, seõ lieân keát vôùi caùc haït mang ñieän aâm naøy vaø seõ traàm laéng xuoáng, laøm giaûm ñoäc tính cuûa Al3+ trong dung dòch.

Nhieät ñoä: aûnh höôûng ñeán khaû naêng hoøa tan, laøm gia taêng toác ñoä phaûn öùng, taêng hoaït tính cuûa caùc chaát oâ nhieãm. Ví duï, khi nhieät ñoä cao, HgCl2 seõ taùc duïng nhanh gaáp 2 -3 laàn so vôùi nhieät ñoä thaáp. Thuoác tröø saâu DDT vaø moät soá loaïi thuoác dieät raày thöôøng taêng ñoäc tính khi nhieät ñoä töø 100C leân 300C.

Dieän tích maët thoaùng: aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán söï phaân boá noàng ñoää vaø lieàu löôïng, phaân huûy chaát oâ nhieãm, ñaëc bieät laø chaát höõu cô khoâng beàn vöõng. Doøng nöôùc coù beà maët lôùn, doøng chaûy maïnh, löu löôïng lôùn coù khaû naêng töï laøm saïch cao, giaûm ñoäc tính.

Caùc chaát ñoái khaùng hoaëc chaát xuùc taùc: neáu trong moâi tröôøng toàn taïi chaát xuùc taùc thì hoaït tính cuûa chaát oâ nhieãm seõ taêng cao nhieàu laàn. Ngöôïc laïi, khi coù chaát ñoái khaùng thì ñoäc tính seõ giaûm hoaëc trieät tieâu.

Caùc yeáu toá veà khí töôïng, thuyû vaên nhö ñoä aåm, toác ñoä gioù, aùnh saùng, söï lan truyeàn soùng, doøng chaûy, ñoä maën cuõng gaây taùc ñoäng khaù lôùn ñeán hoaït tính cuûa ñoäc chaát, nhaát laø taùc ñoäng ñeán khaû naêng lan truyeàn ñoäc chaát trong moâi tröôøng.

Khaû naêng töï laøm saïch cuûa moâi tröôøng: Moãi moät heä moâi tröôøng sinh thaùi ñeàu coù khaû naêng töï laøm saïch cuûa noù. Khaû naêng naøy caøng lôùn thì tính chòu ñoäc vaø giaûi ñoäc (detoxification) caøng cao.

1.7. DIEÃN BIEÁN VAØ CON ÑÖÔØNG ÑI CUÛA ÑOÄC CHAÁT Chaát ñoäc phaùt sinh töø nhieàu nguoàn (töï nhieân vaø nhaân taïo) vaø xaâm nhaäp

vaøo cô theå baèng nhieàu caùch, sau moät thôøi gian tích luõy seõ taêng tính hoaït ñoäng hoaëc phaân huûy, laøm giaûm ñoäc tính vaø ñaøo thaûi khoûi cô theå. Sau ñaây laø trình töï caùc böôùc treân ñöôøng ñi cuûa ñoäc chaát khi taùc duïng leân con ngöôøi.

1.7.1. Nguoàn phaùt sinh

A. Nguoàn thieân nhieân a) Töø hoaït ñoäng cuûa nuùi löûa: nuùi löûa phun nham thaïch noùng, giaøu

sulfur, methane vaø caùc chaát khí khaùc cuøng vôùi tro vaø khoùi buïi gaây oâ

22

nhieãm khoâng khí, sau ñoù laø gaây ñoäc treân moät khu vöïc roäng lôùn, khoâng chæ cuûa moät quoác gia maø aûnh höôûng ñeán nhieàu quoác gia laân caän.

b) Chaùy röøng (cuõng coù theå do nhaân taïo): lan truyeàn nhanh vaø roäng; thaûi nhieàu taøn tro, khoùi, buïi gaây ñoäc taøn phaù nghieâm troïng heä sinh thaùi khu vöïc. Chaùy röøng traøm U Minh laø moät ví duï.

c) Phaân giaûi yeám khí caùc hôïp chaát phaân tích höõu cô töï nhieân ôû vuøng ñaàm laày, soâng raïch, ao, hoà: sinh ra nhieàu chaát oâ nhieãm, chaát ñoäc (nhö CH4, H2S, vi truøng, vi khuaån yeám khí...) cho moâi tröôøng nöôùc, ñaát, khoâng khí trong vaø sau quaù trình phaân giaûi.

B. Nguoàn nhaân taïo Raát ña daïng, do quaù trình phaùt trieån saûn xuaát, do nhu caàu xaõ hoäi

taêng nhanh ñeå thoûa maõn nhu caàu cuûa con ngöôøi. Caùc hoaït ñoäng coù thaûi ra caùc chaát ñoäc cho moâi tröôøng sinh thaùi bao goàm:

a) Coâng nghieäp

Ngaønh nhieät ñieän: thaûi ra buïi, khoùi vaø hôi noùng, caùc khí ñoäc haïi, saûn phaåm cuûa hoaït ñoäng ñoát nhieân lieäu hoùa thaïch (nhö SOx, CO, CO2, N2O, NO2).

Ngaønh vaät lieäu xaây döïng: buïi, khí SO2, CO, CO2, N2O, NO2)...

Ngaønh hoùa chaát, phaân boùn: khoùi thaûi laãn buïi hoùa chaát, coù tính aên moøn, nöôùc thaûi acid (hoaëc kieàm), trong nöôùc thaûi laãn nhieàu chaát lô löûng vaø dö löôïng nhieàu loaïi hoùa chaát gaây haïi cho heä sinh thaùi nhö toluene, caùc daãn xuaát gaây ung thö...

Khai thaùc vaø cheá bieán daàu moû: sinh ra daàu roø ræ, caën daàu, chaát thaûi raén cuûa saûn xuaát... Ta bieát raèng, daàu moû vaø saûn phaåm chöng caát daàu ñeàu gaây ñoäc cho sinh vaät vaø heä sinh thaùi.

Ngaønh deät nhuoäm, giaáy, nhöïa, chaát taåy röûa: thaûi ra nhieàu khoùi buïi, khí ñoäc, nöôùc thaûi ñoäc haïi, chaát thaûi raén ñoäc haïi.

Ngaønh luyeän kim, cô khí: buïi, caùc khí giaøu SOx, NOx, CO, CO2, caùc kim loaïi naëng.

Ngaønh cheá bieán thöïc phaåm: chuû yeáu nöôùc thaûi ra coù haøm löôïng chaát höõu cô cao, taïo neân caùc ñoäc toá trong moâi tröôøng.

Ngaønh giao thoâng vaän taûi: chaát thaûi do khoùi xaêng, daàu môõ, buïi chì, buïi ñaát, tai naïn, nhaát laø tai naïn traøn daàu...

23

Nguoàn oâ nhieãm coâng nghieäp do hai quaù trình gaây ra: ñoát nhieân lieäu vaø do boác hôi, roø ræ treân daây chuyeàn saûn xuaát vaø treân caùc ñöôøng oáng daãn. Quaù trình ñoát nhieân lieäu thaûi ra raát nhieàu chaát ñoäc, qua oáng khoùi nhaø maùy, ñi thaúng vaøo khoâng khí.

ÔÛ caùc nöôùc coâng nghieäp phaùt trieån, raát nhieàu dieän tích ñaát roäng lôùn ñöôïc duøng laøm nôi choân chaát thaûi phoùng xaï, chaát thaûi hoùa chaát ñoäc nguy hieåm, chaát thaûi sinh hoaït. Töø ñaây phaùt sinh nhieàu yeáu toá aûnh höôûng xaáu cho moâi tröôøng. ÔÛ Myõ coù khoaûng 76.000 baõi raùc coâng nghieäp ñöôïc thieâu ñoát; Ñan Maïch 3.200 baõi, trong ñoù coù 500 baõi raùc hoùa hoïc. Nhaät Baûn coù löôïng raùc thaûi haøng naêm khoaûng 20 trieäu taán.

Trong khoaûng chuïc naêm gaàn ñaây, vieäc choân chaát thaûi phoùng xaï, chaát thaûi ñoäc haïi ngoaøi bieån vaø ñaïi döông ñang gaây oâ nhieãm vaø nhieãm ñoäc naëng cho moät soá vuøng bieån. Ñaây laø moái lo lôùn cho ngöôøi vaø thuûy sinh vaät. Ngoaøi ra, haøng naêm bieån vaø ñaïi döông nhaän trung bình 1,6 trieäu taán daàu do taøu thuyeàn thaûi xuoáng; khoaûng 1,1 trieäu taán do caùc tai naïn traøn daàu.

b) Noâng nghieäp: do vieäc söû duïng thuoác baûo veä thöïc vaät nhoùm clo höõu cô (DDT, DDD, lindane, thiodane, heptachlor...) vaø caùc hôïp chaát polychlobiphenyl (PCB), dioxin... laø caùc chaát khoù tan trong nöôùc nhöng coù khaû naêng haáp thuï vaø tích luõy trong caùc moâ môõ.

c) Hoaït ñoäng du lòch, sinh hoaït, phaù röøng, chieán tranh cuõng laø caùc nguyeân nhaân laøm phaùt sinh caùc nguoàn oâ nhieãm. Ví duï: haäu quaû cuûa vieäc raûi chaát ñoäc khai quang, dieät coû cuûa Myõ trong chieán tranh Vieät Nam coøn gaây haïi vaøi chuïc naêm sau.

1.7.2. Xaâm nhaäp: laø quaù trình chaát ñoäc thaám qua maøng teá baøo vaø xaâm nhaäp vaøo maùu. Ñoäc chaát coù theå xaâm nhaäp vaøo cô theå con ngöôøi vaø sinh vaät thoâng qua ba ñöôøng:

Tieâu hoùa: ñoà aên, thöùc uoáng bò nhieãm baån, khoâng ñaûm baûo qui taéc an toaøn veä sinh thöïc phaåm neân ñoäc chaát deã daøng xaâm nhaäp vaøo cô theå vaø gaây beänh.

Moät soá ñoäc chaát haáp thuï thoâng qua caùc con vi khuaån soáng trong daï daøy. Chaát coù tính kieàm yeáu thì haáp thu yeáu hôn trong cô theå khi noù di chuyeån xuoáng ruoät non, ruoät giaø vaø ñaøo thaûi ra ngoaøi.

Chæ coù moät soá chaát ñi tôùi naõo, coøn laïi, chuû yeáu ñoäc chaát ñi qua gan, thaän, qua söõa meï, tuyeán moà hoâi vaø tuyeán sinh duïc.

24

Hoâ haáp: khoâng khí ñöôïc hít qua phoåi coù chöùa nhöõng chaát oâ nhieãm, chuùng toàn taïi khoâng chæ ôû daïng khí maø coøn ôû daïng loûng, buïi raén coù khaû naêng bay hôi nhö caùc loaïi dung moâi, caùc loaïi hoùa chaát, thuoác tröø saâu, laân höõu cô, thuûy ngaân. Moät vaøi chaát coù tính thaêng hoa bieán ñoåi tröïc tieáp töø theå raén sang khí nhö naphthalene, paradichlorobenzene… ôû nhieät ñoä caøng cao, khaû naêng xaâm nhaäp qua ñöôøng hoâ haáp caøng lôùn. Caùc chaát ñoäc sau khi ñöôïc haáp thuï qua maøng nhaày seõ lan toûa vaø ñi vaøo maùu. Chuùng phaân boá tuøy theo ñoäc toá vaø caáu truùc phaân töû cuûa chuùng.

Caùc chaát ñoäc ôû daïng raén hay loûng, lô löûng trong khoâng khí nhö khoùi, söông muø..., vôùi haït nhoû döôùi 1 micron, coù theå vaøo phoåi deã daøng vaø tôùi taän pheá nang, gaây toån thöông nhö phuø phoåi, beänh buïi phoåi. Toaøn boä pheá nang coù dieän tích raát lôùn vôùi moät maïng löôùi mao maïch daøy ñaëc giuùp chaát ñoäc khueách taùn nhanh vaøo maùu, khoâng qua gan vaø khoâng ñöôïc giaûi ñoäc nhö theo ñöôøng tieâu hoùa, maø chuùng ñi thaúng vaøo tim, ñeå ngay sau ñoù, ñi ñeán caùc phuû taïng, ñaëc bieät ñeán heä thaàn kinh trung öông. Do ñoù, chaát ñoäc xaâm nhaäp qua ñöôøng hoâ haáp taùc ñoäng gaây ñoäc nhanh gaàn nhö laø ñöôïc tieâm thaúng vaøo tónh maïch.

Buïi khí ñoäc coù kích thöôùc phaân töû töø 1 - 5 micron deã daøng ñi vaøo caùc pheá quaûn vaø pheá nang. Coøn nhöõng haït lôùn hôn 10 micron thì bò giöõ laïi ôû heä thoáng hoâ haáp ngoaøi (muoãi)

Ñeå ñeà phoøng nhieãm ñoäc qua ñöôøng hoâ haáp, phaûi coù qui ñònh noàng ñoää giôùi haïn cho pheùp cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng khoâng khí vaø qui ñònh thôøi gian laøm vieäc trong moâi tröôøng coù noàng ñoää nhaát ñònh cho ngöôøi vaø sinh vaät (xem theâm chöông 4).

Ñöôøng da: da coù vai troø baûo veä choáng taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá hoùa hoïc, vaät lyù vaø sinh hoïc. Do moät soá nguyeân toá nhaïy caûm vôùi lôùp môõ döôùi da neân coù theå ñi qua da, vaøo heä tuaàn hoaøn chung cuûa cô theå.

Moät soá hôïp chaát coù theå ñi qua da nhö xaêng pha chì höõu cô, nicotin, caùc daãn xuaát nitô vaø amin thôm, caùc dung moâi coù chlor, caùc hôïp chaát thuoác tröø saâu, laân höõu cô, chlor höõu cô...

Nhieãm ñoäc qua da caøng deã xaûy ra neáu da bò toån thöông veà maët cô hoïc (chaán thöông), lyù hoïc (boûng), caùc chaát hoùa hoïc (caùc chaát kích thích vaø aên da, gaây boûng). Neáu nhieãm qua nieâm maïc caøng nguy hieåm hôn vì nieâm maïc coù maät ñoä mao maïch daøy.

25

Chaát ñoäc thaám qua maøng teá baøo vaø xaâm nhaäp vaøo maùu, ñeán caùc cô quan trong cô theå. Sau ñoù, caùc hoùa chaát coù theå bò chuyeån hoùa. Moät soá khaùc seõ tích luõy vaøo caùc cô quan khaùc nhau. Khaû naêng toàn löu hoùa chaát trong cô theå phuï thuoäc vaøo ñaëc ñieåm hoùa hoïc, caáu truùc phaân töû, tính chaát vaät lyù cuûa chuùng, phuï thuoäc löôïng hoùa chaát vaøo cô theå, thôøi gian tieáp xuùc, xaâm nhaäp. Ngoaøi ra, tính ñoäc haïi coøn phuï thuoäc vaøo caáu truùc cuûa cô quan tieáp nhaän nhö: söï haáp thuï, phaân boá, chuyeån hoùa trong cô theå vaø khaû naêng baøi tieát cuûa töøng sinh vaät. Caùc hoùa chaát coù tính öa môõ cao seõ deã daøng taäp trung trong caùc moâ môõ nhö: DDT, chlodane, PCB... protein cuûa plasma coù theå lieân keát vôùi ñoàng, keõm, barbiturat; caùc thuoác khaùng sinh vaø paraquat tích luõy trong phoåi; chì coù khaû naêng tích luõy trong xöông.

Moät soá teá baøo treân da taïo thaønh caùc tuyeán moà hoâi, chieám treân hôn 1% dieän tích da, nhieàu chaát deã bò ñaøo thaûi qua tuyeán moà hoâi; do vaäy, ít ñoäc toá ñöôïc haáp thuï qua da. Lôùp treân cuøng cuûa da goïi laø chaát söøng, phaúng, deïp, coù chöùa protein. Lôùp naøy co daõn, ñaøn hoài. Lôùp söøng da naøy coi nhö laø moät laù chaén, caûn trôû caùc ñoäc toá töø beân ngoaøi vaøo. Haáp thuï daïng nöôùc qua da raát chaäm, nhöng ñoäc toá coù chöùa lipid seõ qua da nhanh hôn. Baøn chaân, loøng baøn tay haáp thuï ñoäc chaát chaäm hôn so vôùi ñaàu vaø naùch.

Toùm laïi, khi caùc ñoäc chaát hoaëc chaát laï ñi vaøo cô theå thoâng qua moät hoaëc nhieàu ñöôøng nhö ñaõ keå treân, chuùng seõ ñi vaøo maùu. Sau ñoù, chuùng coù theå bò ñaøo thaûi ra khoûi cô theå baèng moät söï chuyeån hoùa sang moät theå khaùc hoaëc baøi tieát qua gan, thaän (vôùi caùc chaát ñoäc tan ñöôïc trong nöôùc) vaø qua phoåi (vôùi caùc chaát ñoäc coù tính bay hôi cao). Caùc chaát ñoäc khoâng baøi tieát ra coù theå toàn löu, tích luõy trong caùc moâ, caùc cô quan noäi taïng roài gaây caùc beänh nguy hieåm nhö ung thö hoaëc gaây caùc ñoät bieán veà gen vaø di truyeàn. Phaàn gaây ñoäc naøy seõ ñöôïc tieáp tuïc xeùt trong phaàn tieáp theo.

1.7.3. Gaây ñoäc Khi chaát ñoäc ñi vaøo cô theå, seõ xaûy ra phaûn öùng giöõa noù vaø cô theå.

Phaûn öùng ñoù coù theå laøm taêng hay giaûm ñoäc tính cuûa chaát ñoäc, tuøy thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö :

- Baûn chaát, caáu truùc cuûa chaát ñoäc

- Lieàu löôïng chaát ñoäc ñi vaøo cô theå ñeå taïo ra phaûn öùng giöõa teá baøo vaø chaát ñoäc ñoù; ñöôïc tính baèng ñôn vò ppb hay ppm (mg/kg troïng löôïng cô theå).

- Thôøi gian taùc duïng

26

Ví duï: tieáp xuùc vôùi NO2 trong vaøi giôø, vôùi noàng ñoää 15-50 ppm, gaây toån thöông tim, phoåi. Nhöng cuõng vôùi noàng ñoä naøy, treân cuøng moät ñoái töôïng, tieáp xuùc trong vaøi giaây thì gaàn nhö khoâng coù bieåu hieän toån thöông.

- Theå traïng söùc khoûe: aên uoáng ñaày ñuû chaát dinh döôõng, cô theå coù söùc ñeà khaùng vôùi ñoäc chaát.

- Tuoåi taùc: tuoåi nhi ñoàng vaø tuoåi giaø deã nhaïy caûm vôùi caùc ñoäc chaát.

- Giôùi tính.

Ví duï: DDT khoâng ñoäc vôùi chuoät môùi sinh nhöng ñoäc vôùi chuoät lôùn. Parathion ñoäc vôùi chuoät môùi sinh nhöng khoâng ñoäc vôùi chuoät lôùn.

Chuoät coáng ñöïc bò ñoäc gaáp 10 laàn so vôùi chuoät coáng caùi.

Chaát ñoäc coù taùc ñoäng khaùc nhau leân cô theå soáng khaùc nhau. Ví duï, methanol ñoäc vôùi ngöôøi nhöng laïi khoâng ñoäc vôùi choù, meøo, chuoät. Do vaäy, chuùng ta phaûi choïn ñoái töôïng nghieân cöùu phuø hôïp, caáu truùc sinh lyù töông ñöông vôùi con ngöôøi ñeå töø ñoù coù theå duøng phöông phaùp ngoaïi suy.

Moät vaøi ví duï taùc haïi cuûa ñoäc chaát treân caùc ñoái töôïng

* Ñoái vôùi thöïc vaät: thaáy roõ trong taùc duïng laøm giaûm naêng suaát caây troàng hay giaûm naêng suaát sinh hoïc, khi ñoäc chaát taêng cao trong moâi tröôøng ñaát, nöôùc.

Ví duï, SO2 laøm haïn cheá söï phaùt trieån cuûa thöïc vaät. Noàng ñoää SO2 töø 3 ppm trôû leân seõ laøm ruïng laù cho ñeán gaây cheát caây.

Noàng ñoää CO töø 100 - 1000 ppm seõ laøm xoaén laù, ruïng laù, gaây cheát non cho nhieàu loaïi caây troàng.

O3 gaây vaøng laù, ngaén reã, giaûm saûn löôïng haït.

* Ñoái vôùi taøi saûn, coâng trình – O3 laøm cao su nöùt neû, taêng tính aên moøn coâng trình.

– SO2 laøm giaûm tuoåi thoï cuûa vaûi, nilon, tô nhaân taïo.

– NO2 laøm phai maøu thuoác nhuoäm, hoûng vaûi, tô, nilon

– CO2 vaø SO2 laøm giaûm tuoåi thoï coâng trình.

Ngoaøi ra coøn coù moät soá chaát (nhö Pb) khoâng gaây ñoäc ngay maø tích tuï beân trong cô theå, sau ñoù döôùi taùc ñoäng cuûa caùc phaûn öùng sinh hoùa trong cô theå, noù trôû neân ñoäc.

27

Caùc chaát gaây ñoäc ñöôïc chia thaønh naêm nhoùm:

Nhoùm 1: gaây boûng, kích thích da vaø nieâm maïc. Ví duï nhoùm acid, hôi acid, khí NH3.

Nhoùm 2: kích thích ñöôøng hoâ haáp, nhö Cl, NOx, HCl...

Nhoùm 3: caùc chaát gaây ngaït nhö CO, CO2, khí CH4, C2H6 .

Nhoùm 4: caùc chaát taùc duïng leân heä thaàn kinh, nhö hydrocarbon, sulfurhydro, caùc loaïi röôïu.

Nhoùm 5: gaây ñoäc cho heä thoáng cô quan nhö heä taïo maùu, heä tieâu hoùa.

1.7.4. Phaân huûy Moät soá ñoäc chaát coù theå bò thuûy phaân hoaëc chuyeån hoùa döôùi taùc duïng

cuûa aùnh saùng töû ngoaïi (phaûn öùng quang hoùa), taïo chaát coù ñoäc tính keùm hôn. Ví duï, caùc thuoác baûo veä thöïc vaät hoï pyrethroid nhö decis, sherpa...

Moät soá loaïi thuoác baûo veä thöïc vaät coù goác phoát pho höõu cô deã thuûy phaân nhö parathion, methylparathion, DDVP... khoù giöõ ñöôïc noàng ñoää cao trong moâi tröôøng sau moät thôøi gian daøi, nhaát laø khi moâi tröôøng nöôùc coù tính kieàm maïnh. Thôøi gian baùn huûy cuûa chuùng chæ 10 - 15 giôø trong ñieàu kieän pH trung tính. Do ñoù, ngöôøi ta ñaõ duøng dung dòch loaõng cuûa caùc chaát kieàm nhö dung dòch xuùt, nöôùc voâi ñeå xöû lyù, tieâu ñoäc caùc vaät lieäu bò nhieãm chaát baûo veä thöïc vaät hoï phoát pho höõu cô vaø caùc chaát ñoäc quaân söï coù goác phoát pho höõu cô nhö sarin, soman, VX...

Nhieàu chaát höõu cô trong nöôùc thaûi sinh hoaït (chaát beùo, carbohydrate, hydrocarbon...) deã daøng bò oxy hoùa ñeå cho caùc saûn phaåm khoâng ñoäc hoaëc ít ñoäc ñoái vôùi ñoäng thöïc vaät thuûy sinh.

C4H10O3N + O2 Vi sinh⎯⎯⎯⎯→ CO2 + H2O + NH3

(C4H10O3N: coâng thöùc chung cuûa chaát oâ nhieãm trong nöôùc thaûi sinh hoaït)

NH3 + H2O pH 7<⎯⎯⎯⎯→ NH4OH + O2 Oxi hoùa⎯⎯⎯⎯→ NO3- + H+ + H2O

(töø nöôùc thaûi) (ñoäc ñ/v toâm caù) (khoâng ñoäc ñ/v toâm caù)

Nhieàu chaát höõu cô, ñaëc bieät laø caùc hôïp chaát PCB (polychlorobiphenyl), hôïp chaát ña voøng ngöng tuï (nhö dioxin; 2,4 - pyren; DDT), daãn xuaát chlorobenzene... khoù bò thuûy phaân, khoù oxy hoùa neân toàn löu laâu daøi trong moâi tröôøng töø 20 - 30 naêm. Ví duï: chu kyø baùn huûy cuûa 2,3,7,8 - tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD hay dioxin) ñeán 10-12 naêm.

28

1.7.5. Ñaøo thaûi Thaän laø cô quan baøi tieát chuû yeáu caùc chaát ñoäc qua ñöôøng nöôùc tieåu.

Gan vaø maät coù vai troø quan troïng ñoái vôùi baøi tieát DDT vaø Pb. Phoåi laø nôi baøi tieát caùc khí ñoäc. Ngoaøi ra, caùc chaát coøn ñöôïc baøi tieát qua moà hoâi, nöôùc maét, söõa, nöôùc tieåu vaø phaân.

Toác ñoä ñaøo thaûi chaát ñoäc khoûi cô theå phuï thuoäc vaøo toác ñoä chuyeån hoùa vaø baøi tieát chuùng. Thoâng thöôøng, trong cô theå, caùc chaát ñoäc ñöôïc chuyeån hoùa thaønh chaát ít ñoäc hôn, coù tính öa môõ keùm hôn, tính hoøa tan trong nöôùc cao hôn, do ñoù deã thaám vaøo maøng teá baøo vaø deã bò baøi tieát. Quaù trình naøy goïi laø khöû hoaït hoùa sinh hoïc hay khöû ñoäc (detoxification). Tuy nhieân, moät soá ít chaát khi ñi vaøo cô theå laïi bieán thaønh caùc chaát ñoäc hôn. Quaù trình naøy ñöôïc goïi laø quaù trình hoaït hoùa sinh hoïc hay laø quaù trình taêng ñoä ñoäc (incresing of toxicity). Vieäc taïo ra chaát chuyeån hoùa coù ñoäc tính cao hoaëc thaáp hôn chaát ban ñaàu phuï thuoäc vaøo tính chaát, caáu truùc hoùa hoïc vaø kieåu phaûn öùng cuûa taùc chaát ban ñaàu.

Chaát oâ nhieãm

Chaát ñoäc

Khöû hoaït hoùa sinh hoïc Deã baøi tieát

Giaûm ñoäc tính

cô theå (taêng ñoä phaân cöïc, taêng tính öa nöôùc)

Hoaït hoùa sinh hoïc Khoù baøi tieát

Taêng ñoäc tính

(giaûm ñoä phaân cöïc, taêng tính öa môõ)

Sô ñoà 1a: Chuyeån hoùa vaø ñaøo thaûi cuûa chaát ñoäc

1.8. PHAÂN LOAÏI ÑOÄC CHAÁT, ÑOÄC TOÁ 1.8.1. Cô sôû phaân loaïi Trong heä sinh thaùi toàn taïi raát nhieàu loaïi ñoäc chaát khaùc nhau, vôùi

nhöõng möùc ñoä taùc ñoäng treân moãi loaïi ñoái töôïng cuõng khaùc nhau vaø con ñöôøng xaâm nhaäp, gaây haïi cuûa chuùng cuõng raát ña daïng... Do ñoù, tuøy theo

29

muïc ñích nghieân cöùu, ñoái töôïng nghieân cöùu maø chuùng ta coù cô sôû ñeå phaân loaïi ñoäc chaát thích hôïp. Coù raát nhieàu cô sôû phaân loaïi ñoäc chaát, coù theå keå ra moät vaøi caùch phaân loaïi nhö sau:

- Phaân loaïi theo noàng ñoää - lieàu löôïng

- Phaân loaïi theo baûn chaát

- Phaân loaïi theo moâi tröôøng (ñaát, nöôùc, khoâng khí, sinh quyeån)

- Phaân loaïi theo möùc ñoä nguy hieåm

- Phaân loaïi theo nguoàn goác ñoäc chaát

- Phaân loaïi theo daïng toàn taïi

- Phaân loaïi thoâng qua ñöôøng xaâm nhaäp vaø gaây haïi

- Phaân loaïi theo ngaønh kinh teá - xaõ hoäi: ñoäc chaát trong noâng nghieäp, coâng nghieäp, y teá, quaân söï...

- Phaân loaïi theo qui trình coâng ngheä (daïng nguyeân lieäu, daïng phuï gia, daïng dung moâi, daïng chaát thaûi...)

- Phaân loaïi theo taùc duïng sinh hoïc ñôn thuaàn (taùc duïng kích öùng, taùc duïng gaây ngaït, dò öùng, ung thö, ñoät bieán, quaùi thai...)

- Phaân loaïi theo sinh hoïc heä thoáng: gaây ñoäc leân moâ thaàn kinh, leân cô quan taïo maùu; gaây ñoäc leân gan, thaän, caùc cô quan khaùc.

Tìm hieåu kyõ moãi cô sôû phaân loaïi seõ cho chuùng ta coù caùi nhìn khaùi quaùt veà ñoäc chaát, ñoäc toá trong moâi tröôøng soáng.

1.8.2. Phaân loaïi theo noàng ñoää, lieàu löôïng 1.8.2.1. Noàng ñoää neàn: laø noàng ñoää cuûa caùc nguyeân toá saün coù trong

moâi tröôøng töï nhieân trong saïch, töùc laø noàng ñoää hieän dieän cuûa chuùng khoâng gaây aûnh höôûng xaáu tôùi söùc khoûe cuûa con ngöôøi vaø sinh vaät, khoâng laøm giaûm chaát löôïng cuoäc soáng sinh vaät trong caùc moâi tröôøng thaønh phaàn.

Haàu heát caùc nguyeân toá hoùa hoïc ñeàu hieän dieän vôùi moät noàng ñoää thích hôïp trong moâi tröôøng. Chuùng laø caùc nguyeân toá coù ích goùp phaàn taïo neân vaø duy trì söï söï soáng treân traùi ñaát. Tuy nhieân, moät soá trong chuùng laø caùc chaát ñoäc tieàm taøng. Khi noàng ñoää - lieàu löôïng coù maët cuûa chuùng taêng cao vaø vöôït qua moät giôùi haïn nhaát ñònh (tuøy theo moãi ñoái töôïng bò taùc ñoäng maø giôùi haïn naøy cao hay thaáp), thì caùc ñoäc chaát tieàm taøng naøy seõ phaùt huy ñoäc tính cuûa noù leân vaät tieáp xuùc. Nhö vaäy, moät chaát khi ôû noàng

30

ñoää thaáp (noàng ñoää neàn) coù theå laø chaát dinh döôõng, coù ích cho ñôøi soáng cuûa con ngöôøi vaø sinh vaät, nhöng khi noàng ñoää (lieàu löôïng) coù maët taêng cao hay do khaû naêng tích tuï sinh hoïc, chuùng vöôït qua ngöôõng nguy hieåm vaø gaây haïi cho sinh vaät vaø heä sinh thaùi.

Caàn quan taâm ñeán moâi tröôøng coù maët cuûa loaïi ñoäc chaát noàng ñoää - lieàu löôïng naøy. Neáu toàn taïi trong ñaát, ñaù thì noàng ñoää cho pheùp cao hôn trong moâi tröôøng nöôùc hay khoâng khí raát nhieàu. Moät noàng ñoää töông ñoái nhoû trong nöôùc coù theå gaây ñoäc nghieâm troïng cho heä sinh thaùi thuûy. Ngöôïc laïi, moät noàng ñoää töông ñoái lôùn trong ñaát ñaù, nhöng do toàn taïi ôû theå raén neân taùc haïi ñoái vôùi sinh vaät (ñöôïc tính laø noàng ñoää toång coäng cuûa nguyeân toá ñoù) coù theå chöa xaûy ra.

Ví duï, caùc nguyeân toá kim loaïi naëng nhö cadmium, thuûy ngaân, cobalt, chì... coù theå toàn taïi trong ñaát ñaù, khoaùng vaät trong töï nhieân ñeán noàng ñoää vaøi hoaëc vaøi chuïc ppm vaãn khoâng gaây ñoäc, nhöng khi chuùng hoøa tan trong nöôùc thì chæ vôùi noàng ñoää nhoû hôn 1 ppm ñaõ gaây ñoäc cho moät soá loaïi ñoäng, thöïc vaät.

Löôïng ñoäc chaát saün coù trong ñaát chæ laø moät phaàn nhoû cuûa toång soá coù trong lôùp phong hoùa, khoaûng ít hôn 10%, thoâng thöôøng laø ít hôn 1%.

Tính ñoäc cuûa loaïi ñoäc chaát noàng ñoää - lieàu löôïng thöôøng lieân quan ñeán hai yeáu toá:

- Lieàu löôïng chaát ñoäc - Tính nhaïy caûm sinh vaät ñoái vôùi nhöõng chaát ñoäc ñaëc bieät ñang ñöôïc

nghieân cöùu. Lieàu löôïng do sinh vaät tieáp nhaän bò aûnh höôûng bôûi noàng ñoää chaát ñoäc

coù trong moâi tröôøng vaø thôøi gian tieáp xuùc vôùi ñoäc chaát hoaëc ñöa ñoäc chaát vaøo cô theå. Do vaäy, moät ñoäc chaát coù noàng ñoää nhoû trong neàn moâi tröôøng trong moät thôøi gian daøi cuõng vaån coù theå seõ gaây ñoäc cho caùc ñoái töôïng trong heä sinh thaùi do khaû naêng ñöôïc tích luõy sinh hoïc. Neáu chòu taùc ñoäng thöôøng xuyeân cuûa daïng nhieãm ñoäc naøy (ñoäc maõn tính), con ngöôøi vaø sinh vaät coù khaû naêng bò aûnh höôûng ñeán heä thoáng di truyeàn, daãn ñeán ñoät bieán, ung thö hoaëc aûnh höôûng ñeán phoâi thai.

1.8.2.2. Noàng ñoä cho pheùp cuûa chaát ñoäc Ñònh nghóa Noàng ñoä cho pheùp laø chæ tieâu veà noàng ñoä duøng ñeå khoáng cheá chaát

ñoäc trong vieäc baûo veä söùc khoûe cho ngöôøi vaø sinh vaät. Noù laø cô sôû giaùm saùt

31

moâi tröôøng, ñaùnh giaù tieáp xuùc ngheà nghieäp vaø taùc haïi söùc khoûe cuõng nhö coù yù nghóa döï phoøng.

- Theo Toå chöùc Y teá Theá giôùi, noàng ñoää toái ña cho pheùp laø nhöõng noàng ñoää chaát ñoäc maø ôû noàng ñoä ñoù, ngöôøi coâng nhaân tieáp xuùc 8 giôø/ ngaøy vaø 40 giôø/tuaàn maø noù khoâng gaây aûnh höôûng gì cho söùc khoûe cuûa hoï.

- ÔÛ Lieân Xoâ (cuõ), noàng ñoää toái ña cho pheùp laø nhöõng noàng ñoä cuûa moät ñoäc chaát nhaát ñònh, khoâng aûnh höôûng gì ñeán söùc khoûe coâng nhaân trong thôøi gian hoï ñang laøm vieäc vaø caû sau naøy, suoát ñôøi hoï.

- Caùc giaù trò giôùi haïn ngöôõng cuûa Myõ qui ñònh chæ aùp duïng cho ña soá coâng nhaân coù söùc khoûe bình thöôøng, khoâng keå nhöõng ngoaïi leä. Qui ñònh naøy chæ coù tính chaát chæ daãn veà veä sinh moâi tröôøng maø thoâi!

Teân goïi - Lieân Xoâ (cuõ) goïi laø noàng ñoää toái ña cho pheùp, vieát theo chöõ La tinh

laø PDK (predelno dopustima koncentraciia).

- Myõ thöôøng duøng trò soá giôùi haïn ngöôõng (TLVs - threshold limit values), teân theo Hoäi caùc nhaø veä sinh coâng nghieäp Myõ duøng.

- Vieän tieâu chuaån Myõ coù duøng teân noàng ñoää toái ña cho pheùp MAC (maxima allowable concentration).

- Ñöùc duøng teân noàng ñoää toái ña cho pheùp.

- Phaùp coù nhieàu teân goïi khaùc nhau nhöng cuøng moät yù nghóa. Ví duï nhö concentratien maximale admissible (NÑTÑCP), limites toleùrables, limites permissibles, seuils limites...

- Vieät Nam duøng teân noàng ñoää toái ña cho pheùp (NÑTÑCP) trong caùc vaên baûn cuûa Boä Y teá, thöôøng teân ngaén laø NÑCP.

Qui ñònh NÑCP Moãi quoác gia coù qui ñònh rieâng NÑCP cuûa nöôùc mình tuøy theo quan

ñieåm vaø tình hình cuûa moãi nöôùc.

- Vieät Nam: qui ñònh trong vaên baûn "Nhöõng tieâu chuaån taïm thôøi veà veä sinh" - Boä Y teá.

- WHO: löïa choïn theo quy ñònh cuûa Myõ vaø Lieân Xoâ (cuõ) 24 chaát ñoäc maø NÑCP cuûa hai nöôùc naøy xaáp xæ nhau vaø khuyeán caùo neân aùp duïng treân phaïm vi quoác teá.

32

- Caùc trò soá NÑCP cuûa Myõ thöôøng cao hôn Lieân Xoâ 1-90 laàn.

- Lieân Xoâ laø nöôùc coù qui ñònh NÑCP sôùm nhaát, sau ñoù laø Myõ, Ñöùc (tröôùc 1945). Caùc nöôùc khaùc thöôøng laø keá thöøa qui ñònh NÑCP cuûa Myõ (deã hôn). Moät vaøi nöôùc aùp duïng cuûa Lieân Xoâ (nghieâm ngaët hôn) hoaëc moät soá nöôùc ñieàu chænh cho hôïp vôùi nöôùc mình.

- Ngoaøi nhöõng NÑCP trong 8 giôø, 40 giôø lao ñoäng, Lieân Xoâ vaø Myõ coøn qui ñònh NÑCP coù caùc trò soá cao hôn nhöng vôùi thôøi gian tieáp xuùc ngaén (15, 30, 60 phuùt...).

1.8.3. Phaân loaïi theo baûn chaát Trong moâi tröôøng töï nhieân coù nhöõng chaát theå hieän tính ñoäc ngay khi

toàn taïi ôû daïng nguyeân thuûy cuûa noù. Khaû naêng gaây ñoäc cuûa loaïi ñoäc chaát, ñoäc toá naøy taùc duïng vôùi baát keå noàng ñoää (lieàu löôïng) lôùn hay nhoû, töùc laø phuï thuoäc vaøo baûn chaát chính cuûa noù vaø sau ñoù môùi laø noàng ñoää hieän dieän cuûa noù. Ñoäc chaát baûn chaát coù khaû naêng öùc cheá, gaây roái loaïn sinh lyù, gaây nguy haïi cho söùc khoûe con ngöôøi vaø caùc sinh vaät ôû baát cöù moâi tröôøng naøo. Ví duï, moät vaøi chaát ñoäc baûn chaát nhö H2S, CCl4, Pb, Hg, noïc ong, noïc con boø caïp...

Tính ñoäc cuûa chaát ñoäc baûn chaát phuï thuoäc nhieàu yeáu toá nhöng quan troïng nhaát laø daïng caáu truùc hoùa hoïc cuûa noù:

- Chaát ñoäc daïng hôïp chaát hydrocarbon coù tính ñoäc tyû leä thuaän vôùi soá nguyeân töû carbon trong phaân töû.

- Nhöõng chaát voâ cô coù cuøng soá löôïng caùc nguyeân toá thì chaát naøo coù soá nguyeân töû ít hôn seõ ñoäc hôn.

• Ví duï CO ñoäc hôn CO2

- Soá nguyeân töû halogen thay theá hydro caøng nhieàu thì chaát ñoù caøng ñoäc: Ví duï CCl4 ñoäc hôn nhieàu so vôùi CH3Cl

Sau ñaây laø moät vaøi ví duï.

- Ñoäc chaát thuyû ngaân (Hg) trong töï nhieân thöôøng gaëp döôùi daïng caùc hôïp chaát voâ cô nhö HgO (maøu ñoû), HgCl2, Hg(CN)2... vaø höõu cô thuoäc y teá nhö neptan, mercurocrom, thuoäc baûo veä thöïc vaät, choáng naám moác nhö serezan, sanesan... Thuyû ngaân ôû daïng ion raát ñoäc. Noù laø chaát ñoäc teá baøo, taùc duïng cuûa noù raát phöùc taïp. Hg gaây thoaùi hoùa toå chöùc, taïo thaønh caùc hôïp chaát protein raát deã tan, laøm teâ lieät chöùc naêng cuûa caùc nhoùm

33

thiol (-SH), caùc heä thoáng men cô baûn vaø oxy hoùa khöû cuûa teá baøo. Hg thöôøng thaâm nhaäp vaøo cô theå theo ba ñöôøng: hoâ haáp, da, tieâu hoùa, chuû yeáu laø qua ñöôøng hoâ haáp. Trong maùu, khi Hg cuûa hôïp chaát voâ cô keát hôïp chuû yeáu vôùi protein huyeát thanh thì Hg cuûa hôïp chaát höõu cô laïi gaén vaøo hoàng caàu. Trong thaän, Hg tích luõy ôû phaàn ñaàu cuûa thaän, khoâng tích luõy trong caùc cuoän tieåu caàu. Trong naõo, Hg tích luõy nhieàu nhaát laø trong caùc teá baøo thaàn kinh cuûa chaát xaùm. Hít thôû Hg vôùi noàng ñoää 0,5 μg/m3 khoâng khí ñaõ coù aûnh höôûng ñeán heä thaàn kinh. Hg(CN)2 raát ñoäc, moät ngöôøi khoûe uoáng 0,13 g coù theå cheát sau 9 ngaøy vôùi caùc trieäu chöùng cuûa Hg. Thuûy ngaân coù trong coâng ngheä khai thaùc quaëng, ñoát than (coù chöùa Hg laø chaát taïp)... ñaëc bieät hieän nay raùc thaûi beänh vieän thaûi ra moät löôïng lôùn Hg vaøo moâi tröôøng (seõ trình baøy kyõ trong chöông 5).

Moät soá chaát ñoäc baûn chaát trong moâi tröôøng khoâng khí

+ CO: chieám tyû leä lôùn trong caùc chaát gaây oâ nhieãm khoâng khí. Tuy nhieân noàng ñoää CO trong khoâng khí khoâng oån ñònh, bieán thieân nhanh, ta chöa xaùc ñònh ñöôïc chính xaùc. CO tích luõy trong laù laùch, khoâng tích luõy trong maùu vaø maát ñi raát nhanh. Coù theå gaây cheát ñoät ngoät ngöôøi vaø ñoäng vaät khi hít thôû phaûi luoàng khoâng khí CO, vì CO taùc duïng maïnh vôùi hemoglobin (Hb), maïnh gaáp 250 laàn so vôùi taùc duïng vôùi oxy, laáy oxy cuûa Hb vaø taïo thaønh carboxyhemoglobin, laøm maát khaû naêng vaän chuyeån oxy cuûa maùu vaø gaây ra ngaït thôû.

Hb.O + CO ↔ Hb.CO + O2

Ngoaøi ra, CO coøn taùc duïng vôùi Fe trong xytocrom-oxydaza (men hoâ haáp coù chöùc naêng hoaït hoùa oxy), laøm baát hoaït men, laøm cho thieáu oxy caøng traàm troïng. Ñoái vôùi thöïc vaät, CO taùc ñoäng ít nhaïy caûm hôn, nhöng khi noàng ñoä cao (100 - 10000 ppm trong khoâng khí) seõ laøm ruïng laù, xoaén laù, caây non cheát, caây coái chaäm phaùt trieån. CO phaù vôõ khaû naêng ngöng keát nitô, laøm thöïc vaät thieáu ñaïm.

+ NO taùc duïng maïnh vôùi hemoglobin (gaáp 1500 laàn so vôùi CO), nhöng NO trong khí quyeån khoâng coù khaû naêng thaâm nhaäp vaøo maïch maùu ñeå taùc duïng vôùi Hb.

+ NH3 laø khí ñoäc coù khaû naêng kích thích maïnh leân ñöôøng hoâ haáp vaø nieâm maïc aåm öôùt, gaây boûng raùt do phaûn öùng kieàm hoùa keøm theo toûa nhieät. Ngöôõng chòu ñöïng laø 20 – 40 mg/m3 khoâng khí. NH3 thöôøng gaây nhieãm ñoäc caáp tính.

34

– Thuoác baûo veä thöïc vaät (BVTV) nhö dioxin, paraquat, carbamat, DDT... raát ñoäc, taán coâng vaøo heä hoâ haáp cuûa con ngöôøi. Dö löôïng thuoác BVTV treân noâng saûn cuõng taùc ñoäng xaáu cho ngöôøi tieâu duøng, taán coâng vaøo caùc moâ, gaây dò daïng, ñoät bieán gen, taùc haïi laâu daøi.

Nhöõng thuoác BVTV tan ñöôïc trong môõ nguy hieåm hôn caùc chaát ñoäc tan ñöôïc trong nöôùc. Chuùng deã daøng vöôït qua caùc raøo caûn teá baøo nhö phaù huûy maøng teá baøo, ñaåy Ca ra ngoaøi, laøm toån thöông teá baøo, sau ñoù taán coâng vaøo nhaân teá baøo, laøm thay ñoåi enzym, thay ñoåi protein, taïo ra moät soá phaûn öùng gaây bieán ñoåi gen, laø nguyeân nhaân gaây ung thö vaø treû sinh ra bò dò daïng.

Ñoäc toá ñoäng vaät: nhö noïc raén, noïc ong, reát, boø caïp... Tuy nhieân vôùi moät löôïng cöïc nhoû, caùc chaát naøy laïi coù theå duøng nhö thuoác chöõa beänh.

Ñoäc toá thöïc vaät: nhö caây laù ngoùn, caây cuû ñaäu, caây thuoác caù.

Ñoäc toá vi sinh vaät: nhö vi khuaån thöông haøn, tieâu chaûy, vieâm ñaïi traøng... ñoái vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät, coøn ñoái vôùi thöïc vaät nhö toxine fusarium lycopersici sacc, pseudomonas tabaci...

1.8.4. Ñoäc chaát trung gian giöõa hai loaïi – baûn chaát vaø lieàu löôïng Coù nhöõng chaát coù theå xeáp vaøo loaïi ñoäc chaát noàng ñoää - lieàu löôïng

bôûi chæ vôùi moät noàng ñoää vöôït giôùi haïn, noù môùi theå hieän tính ñoäc. Tuy nhieân, cuõng coù theå xeáp noù vaøo loaïi chaát ñoäc baûn chaát vì xeùt ôû moät ñieàu kieän nhaát ñònh, noù coù theå gaây roái loaïn sinh lyù, toån thöông cho cô theå neáu thaâm nhaäp vaøo caùc cô quan noäi taïng.

Ví duï, benzene (C6H6) coù theå vöøa laø chaát ñoäc baûn chaát noù laø chaát ñoäc lieàu löôïng, noù coù theå gaây toån thöông ôû tuûy xöông vaø gaây moät chuoãi phaûn öùng vôùi teá baøo. Khi noàng ñoä benzene trong cô theå cao, taùc ñoäng gaây haïi seõ keùo daøi, quaù trình toång hôïp protein bò döøng vaø gaây cheát teá baøo. Khi bò nhieãm ñoäc benzene, benzene ñöôïc oxy hoùa ôû gan thaønh phenol keát hôïp vôùi acid sulfuric hoaëc acid glucoronic taïo thaønh caùc acid phenylglucoronic vaø thaûi ra nöôùc tieåu döôùi daïng muoái kieàm. Benzene ñöôïc haáp thuï qua phoåi vaø da, tan trong môõ vaø tích tuï trong moâ môõ. Tieáp xuùc vôùi noàng ñoää benzene cao gaây nhieãm ñoäc caáp tính, gaây choaùng vaùng, ngaït thôû, coù theå gaây töû vong. Benzene gaây ngoä ñoäc maõn tính ôû tuûy xöông, gaây meät moûi, xaùo troän ñöôøng daï daøy, thieáu maùu, laøm xaùo troän DNA di truyeàn, nhieãm saéc theå baïch caàu.

35

1.8.5. Phaân loaïi theo möùc ñoä nguy hieåm Möùc ñoä nguy hieåm cuûa moät loaïi ñoäc chaát treân moät ñoái töôïng

nghieân cöùu xaùc ñònh thöôøng ñöôïc phaân loaïi döïa theo giaù trò LD50 hay LC50. Möùc ñoä nguy hieåm tuøy thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá, theo phaân loaïi cuûa WHO, caùc hoùa chaát coù möùc ñoä nguy hieåm tuøy theo daïng toàn taïi vaø con ñöôøng xaâm nhaäp vaøo cô theå sinh vaät thí nghieäm nhö sau:

Baûng 1.2. Phaân loaïi chaát ñoäc theo möùc ñoä nguy hieåm. LD50, chuoät (mg/kg caân naëng)

Qua mieäng Qua da

Caáp ñoäc

Theå raén Theå loûng Theå raén Theå loûng

Ñoäc maïnh

Ñoäc

Ñoäc trung bình

Ñoäc ít

< 5

5 - 50

50 - 500

> 500

< 20

20 - 200

200 - 2000

< 2000

<10

10 - 100

100 - 1000

< 40

40 - 400

400 - 4000

> 4000

(Nguoàn: WHO, 1998)

Haàu heát caùc loaïi thuoác BVTV ñeàu raát ñoäc vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät maùu noùng. Tuy nhieân, möùc ñoä nguy hieåm moãi loaïi thuoác khaùc nhau. Ngöôøi ta chia 2 loaïi:

Chaát ñoäc gaây nhieãm ñoäc noàng ñoää (concentrative poison): möùc ñoä gaây ñoäc cuûa nhoùm chaát naøy phuï thuoäc vaøo löôïng thuoác thaâm nhaäp vaøo cô theå. ÔÛ döôùi lieàu gaây töû vong, thuoác daàn daàn ñöôïc phaân giaûi vaø baøi tieát ra ngoaøi cô theå. Tuy nhieân, chuùng coù theå gaây nhieãm ñoäc maõn tính cho nhöõng ngöôøi coù thôøi gian tieáp xuùc laâu. Hôïp chaát thuoäc nhoùm naøy goàm coù laân höõu cô pyrethroid, cacbamat, hôïp chaát coù nguoàn goác thöïc vaät.

Chaát gaây nhieãm ñoäc tích luõy (accumulative poison): laø chaát coù khaû naêng tích luõy laâu daøi trong cô theå vaø gaây nhöõng bieán ñoåi sinh lyù coù haïi cho cô theå soáng. Ngoaøi ra, moät soá chaát coù khaû naêng gaây ung thö, quaùi thai vaø aûnh höôûng di truyeàn ñoái vôùi nhöõng ngöôøi tieáp xuùc laâu daøi. Hôïp chaát thuoäc nhoùm naøy goàm coù chlor höõu cô, hôïp chaát chöùa As, Pb...

1.8.6. Phaân loaïi theo nguoàn goác ñoäc chaát Ñoäc chaát trong töï nhieân xuaát phaùt töø nhieàu nguoàn goác khaùc nhau

nhö nguoàn goác sinh hoùa, hoùa hoïc, chaát phoùng xaï... vaø chính nguoàn goác

36

naøy seõ aûnh höôûng nhieàu ñeán ñoäc tính, möùc ñoä gaây haïi cuûa chuùng. Coù theå phaân theo caùc nhoùm: ñoäc toá sinh hoïc, chaát ñoäc hoùa hoïc, chaát ñoäc phoùng xaï v.v…

a) Ñoäc toá sinh hoïc

Ñoäc toá sinh hoïc laø caùc taùc nhaân ñöôïc sinh ra töø vi khuaån, vi truøng, ñoäc toá tieát ra töø thöïc vaät, ñoäng vaät, caùc saûn phaåm cuûa quaù trình phaân huûy ñoäng, thöïc vaät cheát döôùi taùc duïng cuûa vi sinh vaät, quaù trình bieán ñoåi gen, ñoäc toá töø caùc loaïi naám, coân truøng... Noùi chung, caùc taùc nhaân ñoäc sinh hoïc laøm thay ñoåi theo chieàu höôùng xaáu söï phaùt trieån bình thöôøng cuûa heä sinh thaùi, ñôøi soáng sinh vaät vaø con ngöôøi.

Caùc vi khuaån vaø naám gaây beänh xaâm nhaäp vaøo cô theå baèng nhieàu con ñöôøng khaùc nhau, tuøy theo ñieàu kieän moâi tröôøng cuï theå. Ví duï, trong moâi tröôøng khoâng khí neáu coù vi truøng Kock (vi truøng lao), deã xaâm nhaäp qua ñöôøng hoâ haáp cho nhöõng ngöôøi trong vuøng. Trong nöôùc nhieãm baån cuõng coù nhieàu loaïi vi truøng, vi khuaån, naám lan truyeàn theo ñöôøng nöôùc nhö vi khuaån ñöôøng ruoät salmonela typhi vaø S.paratyphi gaây beänh thöông haøn, ít gaëp hôn laø vi khuaån lò shigella, vi khuaån dòch taû vibriscomma. Caùc vi khuaån gaây beänh ñoâi khi cuõng toàn taïi trong caùc ñoäng vaät nhuyeãn theå; roài thoâng qua ñoù, gaây beänh cho caùc loaøi khaùc nhö laø moät vaät trung gian. Caùc loaøi naám coù theå gaây beänh qua ñöôøng nöôùc nhö loaïi naám gaây beänh ngoaøi da tryco phyton. Caùc ñoäc toá tieát ra töø caùc loaøi naám ñoäc coù theå gaây cheát ngöôøi, gaây hoaïi töû hoaëc ung thö. Ngoaøi ra, caùc vi khuaån, vi ruùt khoâng mang ñoäc toá cuõng coù theå laøm thay ñoåi hoaït ñoäng cuûa teá baøo, gaây ñoät bieán.

Nhieàu loaïi ñoäng vaät, thöïc vaät mang ñoäc toá raát nguy hieåm. Nhaát laø khi bò taán coâng, chuùng tieát ra ñoäc chaát laøm teâ lieät keû thuø hoaëc con moài. Ví duï nhö caây laù ngoùn, noïc raén, dòch tieát ra töø con söùa, boø caïp...

b) Chaát ñoäc hoùa hoïc

Trong töï nhieân, caùc ñoäc chaát coù nguoàn goác töø hoùa chaát, laø saûn phaåm cuûa caùc phaûn öùng hoùa hoïc, töø caùc ngaønh coâng nghieäp, chaát thaûi coâng nghieäp... ñöôïc xeáp vaøo loaïi ñoäc chaát hoùa hoïc. Raát nhieàu ñoäc chaát coù nguoàn goác töø hoùa chaát. Möùc ñoä gaây ñoäc cuûa chuùng tuøy thuoäc nhieàu vaøo caáu truùc hoùa hoïc, noàng ñoä taùc ñoäng cuûa chuùng vaø traïng thaùi cuûa cô theå nhaän chaát ñoäc.

Chaát ñoäc coù nguoàn goác hoùa hoïc coù theå toàn taïi ôû ba daïng: raén, loûng, khí.

37

Tuøy theo khaû naêng phaân taùn vaøo cô theå con ngöôøi maø taùc duïng gaây ñoäc cuûa moãi daïng khaùc nhau. Caùc chaát khí deã thaám vaøo cô theå ngöôøi neân möùc ñoä gaây ñoäc cuõng cao hôn chaát loûng vaø raén. Ngoaøi ra, ñoäc tính cuûa moãi loaïi coøn tuøy thuoäc vaøo tính chaát vaät lyù, caáu taïo hoùa hoïc maø coù caùc möùc ñoä ñoäc khaùc nhau.

c) Chaát ñoäc phoùng xaï

Tia phoùng xaï laø nhöõng tia maét thöôøng khoâng nhìn thaáy ñöôïc, phaùt ra töø caùc nguyeân toá phoùng xaï nhö uranium, cobalt, radium... Haït nhaân nguyeân töû phoùng xaï coù theå phaùt ra caùc tia nhö sau:

- Tia α laø chuøm haït nhaân mang ñieän tích döông. Khoái löôïng haït baèng 4 vaø ñieän tích haït baèng 2, chính laø chuøm haït nhaân nguyeân töû heli. Khaû naêng xuyeân qua vaät chaát keùm nhöng khaû naêng gaây ion hoùa raát lôùn. Trong khoâng khí, tia α ñi ñöôïc 10 - 20cm, cöù moãi mm ñöôøng ñi taïo ñöôïc 6000 ion.

- Tia β laø chuøm haït ñieän töû ñieän tích baèng 1 vaø khoái löôïng khoâng ñaùng keå, coù khaû naêng ñaâm xuyeân maïnh hôn tia α. Trong khoâng khí tia β ñi ñöôïc moät ñoaïn ñöôøng daøi gaáp 10 laàn tia α, cöù 1mm ñöôøng ñi, taïo ñöôïc 6 ion. Tia β+ laø nhöõng haït coù khoái löôïng baèng khoái löôïng haït ñieän töû vaø mang ñieän tích döông, ñöôïc taïo ra do söï phaân huûy cuûa moät soá ñoàng vò phoùng xaï nhaân taïo.

- Tia γ– laø moät böùc xaï ñieän töø phaùt ra töø haït nhaân nguyeân töû, coù toác ñoä baèng vaän toác aùnh saùng. Noù gaây ra hieän töôïng ion hoùa giaùn tieáp nhôø ba hieäu öùng quang ñieän, Compton vaø sinh ñoâi haït nhaân. Tia γ– coù khaû naêng xuyeân qua vaät chaát maïnh, muoán caûn noù phaûi duøng taám chì hoaëc beâ toâng daøy.

AÛnh höôûng cuûa tia phoùng xaï: tia phoùng xaï khi chieáu töø ngoaøi vaøo beà maët cô theå taïo ra moät taùc duïng goïi laø taùc duïng ngoaïi chieáu.

Chaát phoùng xaï xaâm nhaäp vaøo cô theå (qua ñöôøng hoâ haáp, tieâu hoùa) tôùi caùc cô quan, sau ñoù gaây taùc duïng chieáu xaï thì goïi laø taùc duïng noäi chieáu. Taùc duïng naøy nguy hieåm hôn taùc duïng ngoaïi chieáu.

Naïn nhaân nhieãm phoùng xaï coù theå ôû hai daïng: nhieãm ñoäc caáp tính vaø maõn tính.

Caáp tính

Phaùt beänh raát nhanh sau khi nhieãm phoùng xaï vaøi ngaøy hoaëc vaøi giôø. Khi cô theå bò nhieãm xaï toaøn thaân moät lieàu treân 300 Rem, coù caùc trieäu chöùng:

38

- Roái loaïn caùc chöùc naêng thaàn kinh trung öông, ñaëc bieät laø voû naõo, caûm giaùc meät moûi

- Da bò boûng ôû choã tia phoùng xaï ñi qua - Cô quan taïo maùu bò toån thöông naëng neà - Lieân keát hoùa hoïc cuûa DNA trong teá baøo bò beû gaõy - Suy nhöôïc cô theå daãn ñeán cheát.

Nhieãm xaï caáp tính chæ xaûy ra trong caùc vuï noå haït nhaân, söï coá trung taâm nguyeân töû, ít gaëp trong caùc ñieàu kieän saûn xuaát vaø nghieân cöùu.

Maõn tính Caùc trieäu chöùng xuaát hieän muoän vaøi naêm ñeán vaøi chuïc naêm sau khi

bò nhieãm xaï. Turk (1984) cho bieát, khi con ngöôøi hay sinh vaät tieáp xuùc vôùi nguoàn phoùng xaï töø moät 100 - 250 Rad thì khoâng cheát, nhöng meät moûi, noân möûa, ruïng toùc, xuaát hieän caùc maàm moáng cuûa beänh ung thö.

1.8.7. Phaân loaïi theo traïng thaùi toàn taïi a) Traïng thaùi hoùa hoïc Caùc chaát ñoäc toàn taïi ôû daïng khaùc nhau: ñôn chaát hay hôïp chaát, daïng

ion hay phaân töû thì khaû naêng gaây ñoäc cuõng khaùc nhau. Ví duï, trong daõy ion cuûa nhoâm Al3+, Al(OH)2

+, (AlOH)2+, Al(OH)3, Al(OH)4- thì daïng Al3+

vaø (AlOH)2+ laø caùc daïng ñoäc chaát. Moâi tröôøng toàn taïi hoùa chaát cuõng goùp phaàn laøm taêng hay giaûm thieåu ñoäc tính. Ví duï :

- Söï hieän dieän cuûa calcium ôû noàng ñoää lôùn coù theå laøm giaûm tính ñoäc cuûa nhieàu kim loaïi.

- Chaát höõu cô trong ñaát vaø ñaát seùt coù theå keát hôïp vôùi nhau vaø goùp phaàn coá ñònh caùc kim loaïi, laøm giaûm ñoäc tính.

- Moâi tröôøng coù tính acid thöôøng laøm taêng tính hoøa tan cuûa ñoäc chaát, taêng hoaït tính.

- Söï hieän dieän cuøng moät luùc cuûa nhieàu ñoäc toá, ñoäc chaát seõ laøm coäng höôûng tính ñoäc hay laøm trieät tieâu tính ñoäc cuûa nhau.

- Noàng ñoää oxygen, ñieän theá oxy hoùa - khöû coù theå aûnh höôûng maïnh tôùi tính hoøa tan cuûa ñoäc chaát.

- Tính thaåm thaáu cuûa dung dòch ñaát laø haøm soá cuûa noàng ñoää toång coäng cuûa ion ñoäc tieàm taøng, do ñoù aûnh höôûng maïnh ñeán khaû naêng thaâm nhaäp hay sinh ra ñoäc chaát.

39

b) Traïng thaùi vaät lyù

Traïng thaùi vaät lyù cuûa ñoäc chaát coù theå ôû theå raén, loûng, khí, hôi, buïi... Möùc ñoä gaây ñoäc cuûa chaát ñoäc taêng daàn töø theå raén, sang loûng vaø cao nhaát laø theå khí. Khaû naêng gaây ñoäc thay ñoåi theo traïng thaùi vaät lyù cuûa ñoäc chaát phuï thuoäc vaøo möùc ñoä khueách taùn caùc ñoäc chaát vaøo moâi tröôøng.

1.8.8. Phaân loaïi thoâng qua ñöôøng thaâm nhaäp vaø gaây haïi

Chaát ñoäc thaâm nhaäp vaøo caùc ñoái töôïng trong heä sinh thaùi baèng nhieàu con ñöôøng, caùch thöùc khaùc nhau. Caùc caùch thöùc naøy cuõng quyeát ñònh ñeán möùc ñoä taùc haïi maø ñoäc chaát aûnh höôûng leân ñoäng vaät, thöïc vaät vaø con ngöôøi. Duø baèng con ñöôøng thaâm nhaäp naøo thì khi vaøo trong cô theå sinh vaät vaø con ngöôøi, ñoäc chaát cuõng gaây ra söï maát oån ñònh cuûa caáu truùc vaät chaát trong cô theå, nhöng neáu bieát tröôùc con ñöôøng cuûa moãi loaïi, chuùng ta coù theå phoøng ngöøa tích cöïc. Vì vaäy, phaân loaïi ñoäc chaát theo caùch thöùc thaâm nhaäp cuûa chuùng laø moät caùch phaân loaïi hôïp lyù. Ví duï, caùc chaát nhieãm ñoäc ôû theå khí thaâm nhaäp vaøo cô theå qua ñöôøng hoâ haáp deã hôn caùc chaát theå loûng vaø raén, do ñoù, coù theå phaân loaïi caùc chaát ñoäc daïng khí thuoäc nhoùm gaây nhieãm ñoäc qua ñöôøng hoâ haáp. Tuy nhieân, trong nhieàu tröôøng hôïp, caùch phaân loaïi naøy khoâng hoaøn toaøn ñuùng. Ví duï, thuûy ngaân bình thöôøng ôû traïng thaùi loûng nhöng coù theå gaây nhieãm ñoäc caáp thoâng qua ñöôøng hoâ haáp do söï deã bay hôi cuûa noù.

Tìm hieåu treân moãi loaïi ñoái töôïng bò ñaàu ñoäc seõ cho chuùng ta nhöõng nhoùm ñoäc chaát vaø caùch thöùc ñi vaøo cô theå cuûa chuùng.

Ñoái vôùi thöïc vaät

- Thaâm nhaäp chuû ñoäng: thaâm nhaäp moät caùch töï nhieân thoâng qua tieáp xuùc, trao ñoåi chaát. Chaát ñoäc (ôû daïng raén, loûng, khí) coù trong moâi tröôøng oâ nhieãm seõ thaâm nhaäp qua tieáp xuùc tröïc tieáp vaø trao ñoåi chaát vôùi thöïc vaät, thoâng qua khí quyeån, ñaát, nöôùc coù chöùa caùc thaønh phaàn ñoäc haïi. Ví duï, caùc kim loaïi naëng, acid, base... trong ñaát, thaâm nhaäp vaøo cô theå thöïc vaät thoâng qua boä reã, sau ñoù tích tuï trong thaân caây, laâu daàn phaù vôõ caáu truùc teá baøo caây, giaùn tieáp gaây ñoäc cho ñoäng vaät aên phaûi chuùng.

- Thaâm nhaäp thuï ñoäng: thaâm nhaäp baèng töông taùc nhaân taïo, ví duï nhö qua phaân boùn, thuoác kích thích taêng tröôûng ñöôïc boùn cho caây.

40

Ñoái vôùi ñoäng vaät

Ñoäc chaát thaâm nhaäp vaøo cô theå ñoäng vaät vaø con ngöôøi qua ba ñöôøng: tieáp xuùc qua da, qua ñöôøng hoâ haáp, ñöôøng tieâu hoùa. Do ñoù, ñoäc chaát cuõng ñöôïc phaân loaïi döïa vaøo con ñöôøng maø ñoäc chaát coù theå tieán vaøo cô theå ñoäng vaät vaø gaây haïi.

1.9. ÑOÁI TÖÔÏNG NGHIEÂN CÖÙU CUÛA ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG

Ñoäc hoïc moâi tröôøng nghieân cöùu caùc ñoái töôïng:

+ Caùc aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát (hoùa, voâ cô, höõu cô töø caùc quaù trình oâ nhieãm moâi tröôøng), caùc ñoäc toá sinh hoïc (ñoäc toá ñoäng thöïc vaät, vi sinh vaät) vaø keå caû ñoäc toá töø ngöôøi beänh tieát ra, leân:

- Caùc caù theå sinh vaät

- Quaàn theå

- Quaàn xaõ

- Heä sinh thaùi - quaàn cö xaõ hoäi con ngöôøi.

+ Caùc aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát ñoäc toá leân "vi ñòa sinh thaùi" vaø "trung ñòa sinh thaùi" (terreotrial microcosms and mesocosms)

- Nhöõng thay ñoåi (thöôøng laø yeáu ñi) cuûa heä thoáng sinh hoïc vaø chöùc naêng sinh thaùi cuûa heä sinh thaùi moâi tröôøng.

- Söï toån haïi cuûa sinh vaät vaø con ngöôøi (bò beänh, yeáu hoaëc cheát ñi).

- Thay ñoåi veà soá löôïng loaøi, tuoåi, caáu truùc, kích thöôùc hoaëc nhöõng loaøi môùi xuaát hieän trong quaù trình taùc ñoäng cuûa ñoäc chaát hay ñoäc toá.

- Thay ñoåi veà phaân boá di truyeàn

- Thay ñoåi veà söï phaùt hieän thöïc vaät, naêng suaát sinh khoái.

- Thay ñoåi toác ñoä vaø möùc ñoä hoâ haáp trong ñaát (ngöôøi ta phaûi duøng caùc kyõ thuaät ño löôïng O2 vaøo löôïng CO2 thaûi ra töø ñaát). Quaù trình naøy chuû yeáu laø do vi sinh vaät ñaát taïo neân. Shirazi (1992), ñaõ chöùng minh caùc döõ lieäu veà ñoä ñoäc haïi cuûa caùc kieåu loaøi trong caùc loaïi ñaát khaùc nhau lieân quan ñeán ñaëc tính ñaát - bieåu hieän qua trao ñoåi O2 vaø CO2. Quaù trình hoâ haáp, theo Gile (1979), laøm cho noàng ñoää cuûa hexachlorobenzene, petachlorophenol vaø parathion thay ñoåi, maø thoâng qua hoaït tính cuûa caùc hoùa chaát naøy seõ laøm hao huït caùc nguyeân toá vi löôïng.

41

- Ñoäc chaát vaø ñoäc toá laøm thay ñoåi caùc haøm löôïng cuûa caùc vi löôïng vaø ña löôïng trong moâi tröôøng thaønh phaàn.

- Thay ñoåi ñaëc tính vaø taäp tuïc sinh hoïc cuûa vi sinh vaät vaø töông taùc giöõa caùc chuûng loaøi trong heä sinh thaùi vôùi nhau.

- Thoâng qua daây chuyeàn thöïc phaåm, tích luõy vaø phoùng ñaïi sinh hoïc (bioaccumulation, bioesaggeration) ñoäc chaát toàn taïi vaø gaây haïi toaøn boä heä thoáng sinh thaùi moâi tröôøng.

Caâu hoûi 1. Haõy neâu nhöõng hieåu bieát cô baûn cuûa baïn veà Ñoäc hoïc moâi tröôøng? 2. Haõy trình baøy moät soá khaùi nieäm : ñoäc toá hoïc moâi tröôøng, taùc nhaân

gaây ñoä, lieàu löôïng ñoäc, ñoä ñoäc caáp tính vaø ñoä ñoäc maõn tính. 3. Haõy keå nhöõng nguyeân lyù cô baûn veà ñoäc hoïc moâi tröôøng? 4. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán ñoä ñoäc cuûa chaát ñoäc vaø ñoäc toá? 5. Haõy keå caùc con ñöôøng xaâm nhaäp cuûa chaát ñoäc vaøo cô theå? 6. Caùc yeáu toá laøm taêng, giaûm ñoäc tính cuûa ñoäc chaát, ñoäc toá 7. Haõy neâu teân moät vaøi loaïi ñoäc chaát ñieån hình vaø caùc aûnh höôûng

cuûa noù ñeán sinh vaät vaø con ngöôøi. 8. Ñoái töôïng nghieân cöùu cuûa moân Ñoäc hoïc moâi tröôøng laø gì? 9. Theo nguoàn goác thì ñoäc chaát, ñoäc toá coù theå chia ra thaønh nhöõng

loaïi naøo? 10. Neâu caùc nguoàn phaùt sinh ra ñoäc chaát ñoäc toá?

Taøi lieäu tham khaûo 1. Traàn Töû An, Baøi giaûng kieåm nghieäm ñoäc chaát hoïc, NXB Y hoïc,

Haø Noäi, 1984 2. Boä khoa hoïc coâng ngheä vaø moâi tröôøng, Moät soá tieâu chuaån taïm

thôøi veà moâi tröôøng, NXB Khoa hoïc vaø kó thuaät, Haø Noäi, 1993 3. Leâ Vaên Khoa, Moâi tröôøng vaø oâ nhieãm, NXB Giaùo duïc, Haø Noäi,

1994 4. Traàn Kieân, Sinh thaùi hoïc cô baûn, NXB Khoa hoïc vaø kó thuaät, Haø

Noäi, 1997 5. Nguyeãn Vaên Tuyeân, Sinh thaùi vaø moâi tröôøng, NXB Giaùo duïc, Haø

Noäi, 1997

42

6. Mai Ñình Yeâm, Cô sôû sinh thaùi, NXB Khoa hoïc vaø kó thuaät, Haø Noäi, 1995: 66-70

42

CHÖÔNG 2

ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG ÑAÁT, TRAÀM TÍCH (∗) (SEDIMENTAL - SOIL ECOTOXICOLOGY)

2.1. TOÅNG QUAN

2.1.1. Ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát

Caùc ñoäc chaát naøy coù theå toàn taïi döôùi nhieàu daïng khaùc nhau nhö: voâ cô, höõu cô, hôïp chaát, ñôn chaát, ion, chaát loûng, chaát raén, chaát khí. Trong moâi tröôøng sinh thaùi ñaát, caùc ñoäc chaát phoå bieán vaø gaây taùc haïi nhieàu nhaát thöôøng toàn taïi döôùi daïng ion. Coù hai daïng ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát ñaùng quan taâm laø ñoäc chaát theo baûn chaát vaø ñoäc chaát theo noàng ñoä. Duø laø ôû daïng naøo thì caùc ñoäc chaát naøy ñeàu coù taùc duïng xaáu ñeán söï sinh tröôûng vaø phaùt duïc cuûa caây troàng vaø sinh vaät soáng trong ñaát hay sinh vaät tieáp xuùc vôùi ñaát. Ta seõ xeùt hai loaïi ñoäc chaát trong ñaát:

– Ñoäc chaát theo baûn chaát: laø nhöõng chaát ñoäc coù khaû naêng gaây ñoäc ôû moïi noàng ñoä duø thaáp hay cao. Ví duï: caùc chaát H2S, Na2CO3, CuSO4, Pb, Hg, Cd, Be, St…

– Ñoäc chaát theo noàng ñoä: ñoäc chaát daïng naøy ñeàu coù noàng ñoä giôùi haïn cho pheùp ñoái vôùi moãi loaøi caây noùi rieâng vaø sinh vaät noùi chung. Neáu vöôït quaù giôùi haïn naøy thì caùc chaát môùi coù khaû naêng gaây ñoäc. Caùc ñoäc chaát daïng naøy thöôøng laø: H+, Al3+, Fe2+, SO4

2- , OH+, Mn2+, Na+, NH3, NH4+, NO2. Caùc kim

loaïi naëng nhö: Pb, As, Cu, Hg, Ca…

Ví duï: khi noàng ñoä caùc cation Ba2+, Mg2+, NH4+ vöôït quaù 1/5000,

1/4000, 1/500 (veà troïng löôïng) thöôøng gaây ñoäc cho caây troàng, coøn Fe2+ vöôït quaù 500 ppm, Al3+ vöôït quaù 135 ppm gaây ñoäc cho luùa.

2.1.2. Con ñöôøng xaâm nhaäp cuûa ñoäc chaát töø ñaát vaøo cô theå sinh vaät

Coù hai giai ñoaïn haáp thuï ñoäc chaát töø moâi tröôøng ñaát vaøo cô theå sinh vaät.

Giai ñoaïn 1: cô theå sinh vaät haïn cheá söï haáp thuï.

∗ Xem theâm “Sinh thaùi moâi tröôøng ñaát”, Leâ Huy Baù, Nxb Noâng nghieäp, 1996.

43

Giai ñoaïn 2: haáp thuï bò ñoäng, chaát ñoäc xaâm nhaäp phaù vôõ maøng teá baøo, ñi vaøo caùc cô quan vaø lan toûa trong cô theå sinh vaät.

Ñoái vôùi thöïc vaät - Tröôøng hôïp 1: ñoäc chaát thöôøng ñöôïc haáp thuï qua reã. Quaù trình naøy

ñöôïc chia thaønh hai giai ñoaïn: giai ñoaïn ñaàu chuû ñoäng haáp thuï trao ñoåi. Ñeán khi caây coù bieåu hieän nhieãm ñoäc, thöïc vaät seõ haïn cheá söï haáp thu, ñoàng thôøi ñoù cuõng laø phaûn öùng töï veä cuûa thöïc vaät khi nhaän ra chaát ñoäc. Chính vì vaäy maø nhieàu loaøi thöïc vaät soáng trong moâi tröôøng ñaát, ñoäc chaát tích luõy nhieàu ôû reã, ít ôû thaân laù vaø raát ít ôû hoa, quaû, haït. Ñoù laø söï phaûn veä cuûa thöïc vaät.

- Tröôøng hôïp 2: laø söï xaâm nhaäp ñôn thuaàn do khueách taùn töø noàng ñoä ñoäc cao trong dung dòch ñaát vaøo cô theå thöïc vaät. Hieän töôïng naøy xaûy ra maïnh khi söï ñeà khaùng cuûa caây khoâng coøn nöõa, khaû naêng haáp thuï coù choïn loïc cuûa caây ñaõ maát hoaëc yeáu haún ñi.

Ñoái vôùi ñoäng vaät Ñoäc chaát ñi töø moâi tröôøng ñaát qua hai con ñöôøng xaâm nhaäp cuûa chaát

ñoäc vaøo cô theå: con ñöôøng giaùn tieáp qua thöùc aên, thöïc phaåm trung gian vaø con ñöôøng xaâm nhaäp chaát ñoäc tröïc tieáp qua da roài vaøo cô theå.

2.1.3. Cô cheá xaâm nhaäp cuûa ñoäc chaát vaøo ñaát Keo ñaát laø haït vaät chaát mang ñieän ñöôïc caáu taïo bôûi boán lôùp keå töø

trong ra ngoaøi laø: 1. nhaân, 2. lôùp ion quyeát ñònh theá thöôøng laø mang ñieän tích aâm, 3. lôùp ion khoâng di chuyeån mang ñieän traùi daáu vôùi lôùp ion quyeát ñònh theá, vaø 4. lôùp ion coù khaû naêng trao ñoåi ñieän tích vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi. Vôùi caáu truùc naøy, keo ñaát coù khaû naêng haáp thuï trao ñoåi ion giöõa beà maët cuûa keo ñaát vôùi dung dòch ñaát (soil solution) bao quanh noù. Söï xaâm nhaäp cuûa ñoäc chaát vaøo moâi tröôøng ñaát ñöôïc thöïc hieän thoâng qua hoaït tính cuûa keo ñaát vaø dung dòch ñaát.

2.1.4. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát a) Baûn chaát cuûa caùc chaát ñoäc ñoái vôùi loaøi sinh vaät hay coøn goïi laø tính

“kî sinh vaät”: Tính ñoâïc cuûa caùc chaát naøy ñöôïc quyeát ñònh bôûi caáu taïo vaø hoaït tính cuûa chuùng. Ví duï: Pb, Hg, CuSO4 thì luoân luoân ñoäc ñoái vôùi sinh vaät. Nhöõng chaát khoâng “kî sinh vaät” thì tính ñoäc bieåu hieän thaáp hôn.

b) Noàng ñoä vaø lieàu löôïng cuûa ñoäc chaát coù töông quan thuaän vôùi tính ñoäc. Noàng ñoä vaø lieàu löôïng caøng cao thì caøng ñoäc.

44

c) Nhieät ñoä: nhieät ñoä ñaát caøng cao thì tính ñoäc caøng maïnh (tröø phi chuùng ôû ñieåm phaân huûy cuûa chaát ñoäc). Nhöng cuõng coù theå khi nhieät ñoä ñaát quaù cao seõ laøm phaân huûy ñoäc chaát.

d) Ngöôõng chòu ñoäc: caùc loaøi sinh vaâït khaùc nhau coù ngöôõng chòu ñoäc khaùc nhau. Tuoåi taùc: sinh vaät non treû thì maãn caûm vôùi chaát ñoäc, ngöôõng chòu ñoäc thaáp; sinh vaät cao tuoåi thì ngöôõng chòu ñoäc cao, nhöng tuoåi giaø chòu ñoäc keùm. Giôùi tính cuõng aûnh höôûng ñeán ngöôõng chòu ñoäc. Gioáng caùi vaø phaùi nöõ thì deã maãn caûm vôùi chaát ñoäc hôn laø gioáng ñöïc vaø phaùi nam.

e) Nhöõng ñieàu kieän khaùc cuûa ñaát: cheá ñoä nöôùc, ñoä aåm, ñoä chua trong ñaát coù aûnh höôûng ñeán söï cung caáp O2 ñeå giaûi ñoäc vaø phaân boá laïi noàng ñoä cuûa hôi ñoäc.

g) Khaû naêng töï laøm saïch cuûa moâi tröôøng ñaát: Ñöôïc goïi it’s self puryfication hay Soil Detoxification. Khaû naêng naøy raát lôùn, nhöng moãi loaïi ñaát coù khaû naêng khaùc nhau. Nhôø vaäy maø caùc sinh vaät trong ñaát ít bò nhieãm ñoäc hôn trong moâi tröôøng nöôùc vaø moâi tröôøng khoâng khí.

2.2. CAÙC DAÏNG NHIEÃM ÑOÄC TRONG MOÂI TRÖÔØNG ÑAÁT Moâi tröôøng ñaát coù theå bò nhieãm ñoäc do söï lan truyeàn töø moâi tröôøng

khoâng khí, nöôùc bò oâ nhieãm hay xaùc baõ ñoäng thöïc vaät toàn taïi laâu daøi treân maët ñaát, trong ñaát, laøm cho noàng ñoä caùc ñoäc chaát taêng leân, vöôït quaù möùc an toaøn vaø gaây ra oâ nhieãm vaø sau ñoù laø nhieãm ñoäc heä sinh thaùi ñaát.

a) Nhieãm ñoäc do oâ nhieãm töï nhieân

+ Nhieãm pheøn: do nöôùc pheøn töø caùc “roán” pheøn (trung taâm pheøn) theo doøng nöôùc maêït hoaëc nöôùc ngaàm lan ñeán vò trí khaùc laøm nhieãm pheøn ôû nôi naøy. Daïng nhieãm pheøn naøy chuû yeáu laø nhieãm caùc chaát ñoäc Fe2+, Al3+, SO4

2- ñoàng thôøi laøm cho noàng ñoä cuûa chuùng trong dung dòch ñaát, keo ñaát taêng leân cao. Ñoàng thôøi, nhieãm ñoäc pheøn cuõng laøm pH cuûa moâi tröôøng ñaát giaûm xuoáng. Keát quaû, gaây ngoä ñoäc cho caây troàng, sinh vaät trong ñaát.

+ Nhieãm maën: nhieãm maën gaây ra do muoái trong nöôùc bieån, nöôùc trieàu hay töø caùc moû muoái, trong ñoù coù caùc chaát ñoäc Na+, K+, Cl-, SO4

2-, CO32- . Chuùng gaây haïi do taùc ñoäng ion, cuõng coù theå gaây haïi bôûi

aùp suaát thaåm thaáu. Noàng ñoä muoái cao trong dung dòch ñaát gaây haïn sinh lyù cho thöïc vaät.

45

+ Gley hoùa: quaù trình gley hoùa trong moâi tröôøng ñaát laø quaù trình phaân giaûi chaát höõu cô trong ñieàu kieän ngaäp nöôùc, yeám khí, nôi tích luõy nhieàu xaùc baõ sinh vaät, saûn sinh ra nhieàu chaát ñoäc döôùi daïng CH4 , H2S, N2O, CO2 , FeS vaø caùc acid höõu cô khaùc… ñoù laø nhöõng chaát gaây ñoäc cho sinh thaùi moâi tröôøng.

b) Nhieãm ñoäc do oâ nhieãm nhaân taïo

- OÂ nhieãm daàu: laøm giaûm hieäu quaû cuûa traïng thaùi ñaát ñoái vôùi ñoäng vaät vaø thöïc vaät.

- OÂ nhieãm kim loaïi naëng (töø nöôùc thaûi hay buïi chöùa nhieàu kim loaïi naëng) gaây nhieãm Hg, Pb, Cu, Cd.

- OÂ nhieãm chaát höõu cô: gaây ra bôûi söï tích tuï xaùc baõ höõu cô do raùc thaûi höõu cô khu daân cö, caùc baõi raùc ñoâ thò, vöôït quaù khaû naêng töï laøm saïch cuûa moâi tröôøng ñaát, taïo ra caùc khí ñoäc: CH4 , H2S, caùc acid höõu cô vaø dö thöøa vi sinh vaät yeám khí, vi khuaån gaây beänh.

- OÂ nhieãm do chaát phoùng xaï: do caùc phaûn öùng neutron hoùa taùc duïng neutron leân caùc protein, töø caùc vuï noå bom H vaø do taùc duïng böùc xaï vuõ truï, laøm sinh ra caùc chaát phoùng xaï. Khi caùc chaát naøy xaâm nhaäp vaøo moâi tröôøng ñaát, noù seõ xaâm nhaäp vaøo caùc thöïc vaät, ñoäng vaät trong caùc chu trình sinh ñòa hoùa hay qua daây chuyeàn thöïc phaåm.

- OÂ nhieãm vi sinh vaät trong moâi tröôøng ñaát: vi truøng gaây beänh coù maët trong ñaát nhieàu hôn veà chuûng loaïi vaø soá löôïng coù theå so vôùi trong nöôùc. Khaû naêng sinh soâi naûy nôû vaø lan truyeàn beänh cuûa chuùng cuõng cao nhö trong moâi tröôøng nöôùc vaø khoâng khí.

- OÂ nhieãm hoùa chaát noâng nghieäp: caùc chaát höõu cô, höõu voâ cô, hay cô kim thöôøng coù ñaëc tính beàn vöõng trong moâi tröôøng ñaát, neân noù coù caùc taùc ñoäng gaây ñoäc tröïc tieáp hoaëc tieàm taøng vaø nguy hieåm ñoái vôùi con ngöôøi. Ñoäc chaát trong ñaát coù theå truyeàn tröïc tieáp vaøo sinh vaät vaø ngöôøi khi tieáp xuùc vaø cuõng coù theå qua con ñöôøng thöïc phaåm: Ñaát → caây → ñoäng vaät aên thöïc vaät → con ngöôøi

c) Ñoäc chaát trong ñaát vaø moâ hình QSAR

Söï lan truyeàn oâ nhieãm vaø vieäc ñeà ra keá hoaïch caûi taïo, baûo toàn ñaát noâng nghieäp gaëp khoù khaên trong quaù trình taäp trung chaát oâ nhieãm naëng. Coù theå söû duïng vi sinh vaät ñeå phaân giaûi moät soá ñoäc chaát sinh ra töø caùc chaát oâ

46

nhieãm coù quy moâ lôùn gaây aûnh höôûng ñeán caùc hoaït ñoäng troàng troït (nhö CxHy sinh ra trong daàu moû vaø saûn phaåm daàu, hoaëc chaát höõu cô hoøa tan). Nhöõng ñoäc chaát khoâng coù thuoác ñaëc trò laø nguyeân nhaân ñeå chaát oâ nhieãm hoøa tan vaøo nöôùc gaây ra tình traïng lan roäng oâ nhieãm thaønh caùc maøng oâ nhieãm (Baughman vaø Paris, 1981). Haøng loaït maøng teá baøo bò phaân huûy taïo ra caùc maøng oâ nhieãm höõu cô chöùa caùc daïng höõu cô vi sinh vaät (Bitton vaø ñoàng nghieäp, 1988; Sikkema cuøng ñoàng nghieäp, 1995). Keát quaû caùc maøng naøy laøm cho nhöõng chaát oâ nhieãm taêng tính thaám qua maøng. Quaù trình quang hôïp ôû 14oC cuûa caùc teá baøo cuûa taûo laøm maát ñi kali trong taûo (Hutchinsonquy vaø ñoàng nghieäp, 1981) vaø vi khuaån (Bernheim, 1974).

Söï phaùt trieån cuûa chaát ñoäc do oâ nhieãm höõu cô laøm phaù vôõ caân baèng sinh hoïc vaø gaây ñoäc lyù hoùa. Nhöõng maãu naøy ñöôïc quy thaønh ñònh löôïng caáu truùc hoaït ñoäng vaän chuyeån (QSAR). Moâ hình toaùn QSAR cho pheùp mieâu taû caùch duøng phöông phaùp döï ñoaùn ñoäc chaát cuûa caùc höõu cô phi kim loaïi coù aûnh höôûng ñeán söï ña daïng sinh hoïc cuûa vi sinh vaät vaø höôùng daãn caùch söû duïng vi sinh vaät coù ích vaøo thöïc teá (Blum vaø Spcue, 1990). Söï moâ taû veà beà maët ñòa hình cuûa moät ñoäc chaát baèng moâ hình QSAR ñöôïc Warne cuøng ñoàng nghieäp tìm ra vaøo naêm 1988. Trong moâ hình naøy, oâng ñaõ tìm ra söùc maïnh keát hôïp giöõa söï phaùt trieån vaø taäp quaùn toàn taïi cuûa vi khuaån trong caùc thaønh phaàn cuûa maûng daàu bao goàm alkyl-subotituted benzene, napthadium pyridin vaø phenol. Töông töï, nhöõng nghieân cöùu boå sung tieáp theo ñaõ tìm ra ñoäc chaát cuûa mono, di, tri, tetra vaø pentachlorophenol ñoùng vai troø quan troïng trong söï phaùt trieån cuûa caùc vi khuaån ñaát (Liu vaø ñoàng nghieäp, 1982). Vôùi phöông phaùp naøy, ngöôøi ta laøm taêng tính chlor hoùa cuûa phenol.

d) Vi sinh vaät vaø ñoäc chaát, ñoäc toá trong ñaát

Caùc chaát höõu cô coù nguoàn goác töï nhieân coù aûnh höôûng ñeán söï toàn taïi, hoaït ñoäng vaø phaùt trieån cuûa vi sinh vaät trong moâi tröôøng ñaát.

Caùc chaát benzene, oxy thôm (benzenoate hay phenol) vaø alkyltaled thôm (toluene) coù xu höôùng laøm giaûm ña daïng sinh hoïc cuûa vi sinh vaät ñaát döôùi caùc ñieàu kieän kî khí. NO3

-, Fe hoaëc SO42- coù giaù trò söû duïng nhö

chaát cho - nhaän ñieän töû (Lonergan, 1990). ÔÛ ñieàu kieän cho, theá naêng cuûa vi sinh vaät kî khí bò suy thoaùi do hydrocarbon hexandecan coù noàng ñoä döôùi möùc bình thöôøng (Aeekersberg vaø ñoàng nghieäp, 1991). Söï phaân giaûi sinh hoïc cuûa nhieàu hôïp chaát ñöôïc taïo bôûi caùc hoaït ñoäng cuûa vi khuaån kî

47

khí vaø thôøi ñieåm toàn taïi cuûa vi sinh vaät kî khí trong moâi tröôøng. Söï phaân giaûi cuûa vi sinh vaät kî khí coù theå ñem laïi lôïi ích cho moâi tröôøng vaø laøm giaûm moät löôïng lôùn chaát oâ nhieãm (Loviety vaø ñoàng nghieäp, 1995). Maët khaùc, söï suy giaûm cuûa vi sinh vaät kî khí cung caáp theâm thoâng tin cho vaán ñeà naøy.

Taøn tích sinh vaät cuûa caùc chaát trong hieän töôïng oâ nhieãm höõu cô, maø trong chuùng chöùa nhieàu thaønh phaàn cacbon vaø hydro laø nhu caàu caàn thieát cung caáp moät löôïng chaát ban ñaàu cho quaù trình thay ñoåi ñoäc tính. Söï thay ñoåi, suy giaûm cuûa hydro phuï thuoäc vaøo nhieät ñoä vaø theo muøa.

Söï giaûm H2 xaûy ra ôû moät khoaûng nhieät ñoä giöõa muøa ñoâng laïnh ñeán -30oC (Foght vaø Weslake, 1987). Vi truøng coù theå chòu nhieät ñoä cöïc cao (Leahy vaø Colwell, 1990). Tuy nhieân, söï suy giaûm H2 seõ xaûy ra trong moâi tröôøng töï nhieân (Palmisano vaø ñoàng nghieäp, 1991).

Trong ñaát, tyû leä suy giaûm cuûa H2 thöôøng khoâng cao khi ôû ñieàu kieän kieàm, cao hôn laø ôû ñieàu kieän acid. Moâi tröôøng acid taïo ñieàu kieän phaùt trieån cho naám, chuùng laø thaønh phaàn cuûa H2 nhöng thöôøng coù tyû leä thaáp hôn vi khuaån. Chuùng thích nghi vôùi haøm löôïng nitô ôû ngöôõng kieàm (Hambruk, 1980). Trong moâi tröôøng ñaát, pH coù taùc ñoäng ñeán söï suy giaûm cuûa H2 ôû traàm tích chöùa muoái. pH cuûa traàm tích taêng töø 6,5 - 8,0 nhöng caùc maãu traàm tích khaùc nhau coù pH cuõng khaùc nhau, tyû leä suy giaûm cuûa H2 ôû pH = 5,0 vaø pH = 6,5 thaáp hôn ôû pH = 8,0.

Ñieàu kieän toát nhaát ñeå coù ñoä daãn ñieän thích hôïp vôùi vi sinh vaät hieáu khí trong ñaát laø khaû naêng giöõ nöôùc (WHC) töø 50 - 70%, chuùng phaùt trieån toát nhaát khi ñoä daãn nöôùc khoaûng 0,98 - 0,99 (Attlas vaø Bartha, 1993). Nöôùc caát coù giaù trò EC = 1. Trong moâi tröôøng ñaát, ñoä daãn ñieän cuûa nöôùc trong ñaát coù theå bò giôùi haïn bôûi nguoàn goác cuûa noù. Tyû leä cuûa maûng daàu coù aûnh höôûng ñeán söï chuyeån hoùa sinh hoïc trong ñaát khi WHC coù giaù trò töø 30 - 90%. Söï phaân huûy H-C toát nhaát vôùi moät löôïng nhoû hôn trong nöôùc hoøa tan. Nöôùc coù vai troø quan troïng trong vieäc phaân huûy H-C trong ñaát.

Caùc phaûn öùng bieán ñoåi cuûa caùc chaát höõu cô trong moâi tröôøng ñaát thöôøng dieãn ra nhanh. Tuy nhieân, nhöõng hôïp chaát khoù phaân huûy nhö thuoác tröø saâu thì coù caùc phaûn öùng phaân huûy dieãn ra chaäm hôn.

Treân beà maët cuûa oxy, nhöõng vi sinh vaät hieáu khí seõ oxy hoùa hoaøn toaøn caùc carbon trong töï nhieân thaønh CO2. Oxy ñöôïc söû duïng gioáng nhö

48

chaát cho - nhaän ñieän töû (oxy coù nguoàn goác töø nöôùc). Tuy nhieân, oxy thöôøng ñoùng vai troø chuû choát trong quaù trình sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caùc teá baøo.

e) Söï bieán ñoåi sinh hoïc cuûa ñoäc chaát trong ñaát: thöôøng nhöõng saûn phaåm trung gian cuûa quaù trình bieán ñoåi sinh hoïc coù theå ñoäc hôn hôïp chaát ban ñaàu.

Thuoác BVTV: thuoác dieät coû duiron vaø propamat ñaõ giaûm trong ñaát nhöng khi ôû giôùi haïn cho pheùp laø > 5mg/kg coù theå ngaên caûn hoaït ñoäng cuûa vi khuaån mitrifying trong ñaát (Thompson vaø Corke, 1969). Short cuøng ñoàng nghieäp (1991), thöïc hieän phaân tích, nghieân cöùu trong ñaát vôùi chaát chung laø acid 2,4 diclorophenolxyaxetic (2,4 D) ñaõ ruùt ra keát luaän quaù trình naøy laøm giaûm pseudomnas putida PP0301. Trong ñoù, vi khuaån laøm giaûm noàng ñoä cuûa 2,4 D töø 500 mg/l ñeán 100 mg/l. Söï dao ñoäng noàng ñoä 2,4 D töø 10 ñeán 25 mg/l coù theå laøm ngaên caûn söï phaùt trieån cuûa caùc loaøi naám noùi chung.

Nhö vaäy, phuïc hoài baèng bieän phaùp sinh hoïc cho caùc tröôøng hôïp ñaát oâ nhieãm laø caàn thieát vaø mang laïi tính hieäu quaû cho vieäc giaûm bôùt hay chuyeån hoùa caùc chaát oâ nhieãm höõu cô, töùc laø laøm giaûm ñoäc toá cho moâi tröôøng ñaát.

2.3. CAÙC CHAÁT ÑOÄC TRONG ÑAÁT NGAÄP NÖÔÙC, YEÁM KHÍ - TAÙC HAÏI CUÛA CHUÙNG, BIEÄN PHAÙP PHOØNG CHOÁNG

2.3.1. Caùc ñoäc chaát trong ñaát ngaäp nöôùc

2.3.1.1. Moät soá chaát ñieån hình

Ñaát ngaäp nöôùc laø moät moâi tröôøng yeám khí, vieäc phaân huûy yeám khí caùc chaát töø raùc thaûi höõu cô, taøn tích sinh vaät, thoâng qua hoaït ñoäng vi sinh vaät seõ laøm sinh saûn moät soá chaát maø khi noàng ñoä vöôït quaù möùc ñoä cho pheùp seõ trôû neân ñoäc ñoái vôùi caùc thuûy sinh vaät. Caùc ñoäc chaát chính cuûa quaù trình phaân huûy yeám khí chuû yeáu laø caùc chaát: H2S, NH4

+, P, S, kim loaïi naëng. Caùc ñoäc chaát naøy ít nhieàu cuõng coù caùc taùc ñoäng tieâu cöïc ñeán ñôøi soáng cuûa sinh vaät trong moâi tröôøng ñaát ngaäp nöôùc. Tuy nhieân, vôùi khaû naêng thích öùng cuûa mình, caùc sinh vaät ñaõ coù cô cheá hoaït ñoäng thích hôïp ñeå toàn taïi vaø phaùt trieån ñöôïc trong moâi tröôøng naøy. Trong ñieàu kieän ñaát ngaäp nöôùc hoaøn toaøn, thì tình traïng yeám khí luoân taïo neân caùc quaù trình khöû trong ñaát

49

vaø hình thaønh caùc saûn phaåm: Fe2+, Mn2+ (khöû Fe3+ thaønh Fe2+, Mn4+ thaønh Mn2+), SO3

2-, (khöû sulfate thaønh sulfide) vaø NH4+ töø NO3

-. Ñoàng thôøi sinh ra nhieàu ñoäc chaát trong ñaát nhö CH4, H2S, FeS2 cuøng vôùi haøng loaït vi sinh vaät, gaây taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng.

Theo Van Ranst (1991), phaûn öùng khöû maïnh coù theå xaûy ra trong nhöõng traàm tích chöùa moät löôïng lôùn caùc chaát höõu cô vaø bò traàm laéng thöôøng xuyeân maø ta thöôøng thaáy ôû caùc vuøng ngaäp nöôùc ven bieån. Neáu saûn phaåm cuûa Fe3+ coù maët trong vaät lieäu ñöôïc chuyeån ñeán do soâng vaø muoái SO4

2- coù maët trong moâi tröôøng nhö trong chaát höõu cô hoaëc hoøa tan trong nöôùc ngaàm, chuùng seõ ñöôïc söû duïng nhö nhöõng chaát oxy hoùa bôûi heä ñoäng vaät ñaát soáng trong caùc taøn dö thöïc vaät.

Caùc phaûn öùng taïo ra khí H2S dieãn ra trong ñaát ngaäp nöôùc: Na2SO4 + CH4 2Na+ + S2- + CO2 + 2H2O S2- + H2O HS + OH- HS + OH- H2S + OH- Phaàn lôùn caùc phaûn öùng trong ñieàu kieän yeám khí laø nhöõng phaûn öùng

sinh hoùa, coù söï tham gia cuûa caùc vi sinh vaät trong ñaát. Ñoàng thôøi, caùc phaûn öùng naøy cuõng laø nhöõng phaûn öùng oxy hoùa - khöû vôùi caùc chaát nhaän vaø cho ñieän töû. Phaûn öùng taïo ra Fe2+ vaø sulfide trong ñaát ñöôïc theå hieän döôùi daïng phöông trình ñieän töû ruùt goïn nhö sau:

S2- + Fe2+ FeS 2S2- + Fe2+ FeS2 + 2e- SO4

2- + 8H+ + 8e- S2- + 4H2O Fe3+ + e- Fe2+ Ngoaøi ra, trong ñieàu kieän yeám khí, saûn phaåm cuûa quaù trình coù söï

taäp trung cuûa moät löôïng khaù lôùn khí CO2, H2, CH4 vaø N2. Moät trong nhöõng quaù trình khaù quan troïng trong ñaát ngaäp nöôùc, maø

thoâng qua noù nhieàu ñoäc chaát ñöôïc sinh ra trong ñaát laø quaù trình gley hoùa vôùi caùc böôùc sau:

1) Söï maát oxy do bò ngaäp nöôùc vaø laáy ñi oxy do söï hoâ haáp cuûa vi sinh vaät hieáu khí.

2) Söï khöû nitrate do vi sinh vaät söû duïng noù nhö nhöõng chaát nhaän ñieän töû thay theá cho oxy. Keát quaû cuûa quaù trình naøy sinh ra NO, N2O, vaø N2 trong ñaát.

50

3) Söï chuyeån hoùa goác methyl cuûa caùc acid acetic vaø moät phaàn töø goác CO3

2- trong ñaát.

Nhö ñaõ ñeà caäp veà söï khöû Fe3+ thaønh Fe2+ cuøng vôùi söï tham gia cuûa caùc vi sinh vaät maø ñaëc tröng laø söï hoâ haáp cuûa vi sinh vaät yeám khí, caùc chaát höõu cô cao phaân töû bieán ñoåi vaø phaân giaûi thaønh caùc acid höõu cô vaø sau ñoù nhôø vi khuaån bacteria methane ñeå trôû thaønh CH4.

Trong moâi tröôøng yeám khí, caùc chaát coù quaù trình bieán ñoåi khaùc nhau, tuøy thuoäc vaøo saûn phaåm cuûa quaù trình bieán ñoåi maø chuùng coù theå ñöôïc coi laø chaát ñoäc hoaëc khoâng ñoäc. Dieãn bieán ñoäc chaát cuûa moät chaát chính trong moâi tröôøng ñaát ngaäp nöôùc ñöôïc trình baøy nhö sau:

+ Nitrogen: trong ñaát, nitrate thöôøng bò thay theá bôûi caùc amonium, duø söï haáp thuï cuûa thöïc vaät laïi ôû daïng nitrate. Tuy nhieân, söï thay ñoåi naøy trong caùc caën ñaùy cho thaáy chuùng coù khaû naêng duy trì tyû leä nitrogen ôû möùc bình thöôøng. Khaû naêng naøy lieân quan ñeán ba quaù trình chính:

- Khaû naêng oxy hoùa amonium thaønh nitrate trong boä reã thoâng qua vieäc laáy oxy töø caùc loâng huùt.

- Moät soá loaøi ñaëc bieät coù khaû naêng haáp thuï amonium moät caùch tröïc tieáp.

- Khaû naêng haáp thuï cuûa caùc loaøi thöïc vaät ñeå duy trì hoaït ñoäng trao ñoåi chaát haáp thuï, chaát dinh döôõng.

Nhö vaäy, hoaït ñoäng yeám khí ñaõ laøm thay ñoåi quaù trình bieán ñoåi ñaïm cuûa moâi tröôøng ñaát. Tuy nhieân, aûnh höôûng ñoäc ñeán hoaït ñoäng cuûa sinh vaät laø khoâng cao.

+ Saét vaø mangan: Nhu caàu veà Fe vaø Mn cuûa caây troàng chæ ôû möùc raát thaáp. Vì vaäy, chuùng coù theå seõ ñaït ñeán möùc ñoä ñoäc haïi ôû raát nhieàu moâi tröôøng khaùc nhau. Hai nguyeân toá naøy ñeàu bò bieán ñoåi vaø trôû neân giaøu hôn trong ñaát ngaäp nöôùc. Haøm löôïng cuûa saét vaø mangan tham gia vaøo caùc hoaït ñoäng trao ñoåi cation vaø tích tuï laïi trong caùc moâ cuûa thöïc vaät. Thöïc vaät ngaäp nöôùc chòu ñöïng ñöôïc hai nguyeân toá naøy chæ laø nhôø vaøo moät soá thích nghi rieâng: Thöù nhaát laø khaû naêng oxy hoùa cuûa boä reã coù theå coá ñònh vaø bieán ñoåi chuùng xuoáng ñeán moät noàng ñoä thích hôïp. Thöù hai, nhieàu chaát khoaùng thaám vaøo beân trong caùc moâ coù theå ñöôïc tích tuï laïi trong caùc khoang baøo cuûa teá baøo, trong caùc khoang baøo cuûa caùc maàm choài. ÔÛ ñoù, chuùng khoâng taùc ñoäng ñeán söï trao ñoåi chaát cuûa teá baøo chaát. Thöù ba, nhieàu loaøi thöïc vaät ngaäp nöôùc xuaát hieän moät cô cheá coù theå söû duïng moät haøm

51

löôïng hai nguyeân toá naøy (Fe, Mn) cao hôn möùc thích öùng trao ñoåi chaát trung bình.

+ Löu huyønh: löu huyønh xuaát hieän döôùi daïng sulfide thì raát ñoäc ñoái vôùi caùc moâ thöïc vaät. Löu huyønh bò bieán ñoåi thaønh daïng sulfide trong quaù trình phaân huûy yeám khí trong ñaát vaø tích luõy ñeán noàng ñoä gaây ñoäc trong ñaàm laày ngaäp maën. Söï thích öùng vôùi noàng ñoä sulfur cao cuûa thöïc vaät ngaäp nöôùc coù bieân ñoä thay ñoåi roäng. Caùc loaøi thöïc vaät khaùc nhau thì coù khaû naêng chòu ñoäc khaùc nhau. Ñoù laø nhöõng cô cheá thích nghi vôùi vieäc oxy hoùa sulfide thaønh sulfate, tích tuï sulfate trong caùc khoang baøo. Ñaëc ñieåm naøy chuùng ta thaáy ôû moâi tröôøng ñaát ngaäp nöôùc cuûa röøng ngaäp maën ven bieån.

2.3.1.2. Taùc haïi cuûa caùc ñoäc chaát

Caùc chaát ñöôïc sinh ra trong ñieàu kieän yeám khí ñöôïc xem nhö nhöõng ñoäc chaát coù khaû naêng gaây haïi cho sinh vaät. Ví duï: löôïng Fe2+ vaø H2S trong ñaát cao seõ laøm baùm vaøo reã luùa, laøm ruïng loâng huùt, reã ñen, chöùa nhieàu FeS, roài thoái daàn coù khi caû caây luùa bò cheát. Maët khaùc, H2S cuõng gaây taùc haïi laøm moät soá nhoùm thöïc vaät bò ngoä ñoäc, caây phaùt trieån keùm vaø cheát.

Quaù trình gley hoùa ñaõ laøm cho moâi tröôøng ñaát bò chua hoùa do quaù trình khöû sinh ra moät soá acid höõu cô, hoaëc maát ñaïm do N2 bay hôi, H2S laøm ngoä ñoäc reã thöïc vaät, gaây cheát cho ñoäng vaät vaø moät soá vi sinh vaâït hieáu khí trong moâi tröôøng ñaát. Caùc khí CH4, NO2, NO vaø CO2 coøn goùp phaàn gaây ra 15% hieäu öùng nhaø kính.

2.3.1.3. Bieän phaùp phoøng choáng

Ñeå haïn cheá hieän töôïng ngoä ñoäc cho caùc sinh vaät treân vuøng ñaát ngaäp nöôùc, yeám khí, bieän phaùp höõu hieäu nhaát laø laøm cho ñaát ñöôïc luaân phieân thoaùng khí. Söï oxy hoùa trong ñaát xaûy ra laøm cho noàng ñoä caùc chaát ñoäc ñöôïc giaûm xuoáng döôùi ngöôõng gaây ñoäc cho sinh vaät (ngoaïi tröø ôû ñaát pheøn tieàm taøng).

2.4. CAÙC CHAÁT ÑOÄC TRONG ÑAÁT PHEØN - DIEÃN BIEÁN CUÛA CHUÙNG TRONG ÑIEÀU KIEÄN SINH THAÙI MOÂI TRÖÔØNG - CAÙC BIEÄN PHAÙP KHAÉC PHUÏC 2.4.1. Caùc ñoäc chaáùt trong ñaát pheøn (bao goàm caû ñaát pheøn hoaït

ñoäng vaø ñaát bò oâ nhieãm pheøn)

Caùc ñoäc chaát trong ñaát pheøn bao goàm caùc ion chuû yeáu sau: Al3+, Fe2+, Fe3+, SO4

2- , Cl-, H+. Ñaëc bieät, ôû ñaát pheøn hoaït ñoäng, moâi tröôøng ñaát

52

coù pH thaáp (nhieàu nôi pH nhoû hôn 3,5, ôû ñoä pH naøy caùc ion noùi treân trôû neân di ñoäng vôùi noàng ñoä khaù cao).

- Ñoäc chaát nhoâm (Al3+): Al3+ laø nguyeân toá kim loaïi phoå bieán nhaát trong voû traùi ñaát, ñaëc bieät laø trong ñaát pheøn, laø cation trao ñoåi chính cuûa ñaát pheøn. Ñoäc chaát nhoâm toàn taïi trong moâi tröôøng khi ôû daïng hoùa trò +3 (Al3+), ôû giaù trò pH < 4,5 thì Al3+ coù khaû naêng hoøa tan raát cao. Al3+ coù töông quan chaët vôùi pH, haøm löôïng Al3+ coù theå taêng leân 10 laàn töông öùng vôùi ñoä pH giaûm xuoáng 1 ñôn vò. Caùc thí nghieäm cuûa Leâ Huy Baù (1982) chöùng toû quan heä giöõa Al3+ vaø pH coù daïng hypebon vôùi ñöôøng tieäm caän döôùi coù pH = 2,35.

Quaù trình hydrolysic cuûa ion naøy taïo ra moâi tröôøng acid khaù maïnh. Vì vaäy, nhieàu thaønh phaàn trong ñaát pheøn thöôøng bò kieåm soaùt bôûi ñaëc tính hoùa hoïc cuûa Al (Frink,1971):

Al3+ + H2O AlOH2+ +H+

Trong moâi tröôøng ñaát coù pH < 5, phaàn lôùn Al ñeàu hieän dieän ôû daïng hoøa tan coù theå gaây ngoä ñoäc cho thöïc vaät vaø moät soá loaøi thuûy sinh. Trong phaûn öùng döôùi ñaây cho thaáy Al ñöôïc hình thaønh töø daïng ion sang daïng cation hydrate:

Al3+.6H2O Al(OH)3 +3H+ + 3H2O

Nguoàn cung caáp nhoâm chuû yeáu töø caùc khoaùng seùt alumin- silicate. Trong moâi tröôøng ñaát pheøn, coù chöùa noàng ñoä H+ khaù cao; chính ion naøy seõ taán coâng vaøo caùc khoaùng seùt ñeå giaûi phoùng Al3+.

Vaøo muøa khoâ trong ñaát pheøn hoaït ñoäng xuaát hieän nhieàu muoái aluminium sulfate treân caùc maët ruoäng. Nhöng khi pH trong ñaát gia taêng thì Al xuaát hieän daïng Al(OH)3.

- Ñoäc chaát saét (Fe2+, Fe3+)

Trong ñaát thoaùng khí, saét toàn taïi chuû yeáu ôû daïng Fe3+. Söï bieán ñoåi traïng thaùi töø Fe2+ sang Fe3+ phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän oxy hoùa – khöû cuûa ñaát. Tuy nhieân, Fe2+ deã hoøa tan trong nöôùc coù tính chua. Trong ñieàu kieän coù oxy, Fe2+ deã daøng bò oxy hoùa thaønh Fe3+ coù maøu vaøng naâu ñoû, Fe3+ coù ñoä hoøa tan thaáp neân ít gaây ñoäc hoùa hoïc nhöng Fe3+ coù theå baùm vaøo reã caây laøm cho khaû naêng trao ñoåi chaát cuûa caây bò haïn cheá (Leâ Huy Baù, 1982). Caû hai daïng Fe3+, Fe2+ ñeàu ñöôïc xem nhö nhöõng ñoäc chaát trong ñaát pheøn.

53

Trong ñieàu kieän thoaùng khí hoaëc khi tieáp xuùc vôùi oxy thì Fe2+ raát deã bò oxy hoùa taïo thaønh Fe3+, ngay caû beân trong ñaát ñang bò ngaäp (Van Breemen, 1976):

Fe2+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+ + e-

Phaàn lôùn Fe toàn taïi daïng coá ñònh ferric hydroxide, ngoaïi tröø khi pH < 3 (Van Ranst, 1971).

Theo Leâ Huy Baù (1982), quan heä giöõa noàng ñoä Fe2+ trong dung dòch vôùi pH moâi tröôøng cuõng coù daïng hypebon vôùi ñöôøng tieäm caän döôùi coù pH = 2,95.

Fe3+ .6H2O Fe(OH)3 + 3H+ + 3H2O

Noàng ñoä Fe3+ hoøa tan trong ñaát cao seõ gaây haïn cheá cho söï trao ñoåi chaát cuûa thöïc vaät do chuùng baùm quanh reã vaø thaân thöïc vaät.

Moät ñieàu caàn noùi theâm laø, quaù trình bieán ñoåi ñoäc chaát Fe2+ ⎯⎯→←⎯⎯ Fe3+

luoân luoân coù söï tham gia cuûa heä vi sinh vaät saét, ví duï Thiobacilus Feroxidance. Tuy nhieân vi sinh vaät naøy coù gaây ñoäc cho moâi tröôøng ñaát hay khoâng thì ñeán giôø ngöôøi ta vaãn chöa bieát.

Ñoäc chaát SO42- toàn taïi trong ñaát pheøn vôùi moät löôïng lôùn töø 0,1 -

5,0% (nhöng chæ chieám 0 - 5% tro thöïc vaät). Löu huyønh laø chaát dinh döôõng cho caây ôû noàng ñoä thaáp nhöng neáu noàng ñoä cuûa noù vöôït quaù giôùi haïn seõ gaây ngoä ñoâïc cho caây bôûi söï ngöng tuï cao cuûa muoái coù haïi cho ñôøi soáng thöïc vaät. Maët khaùc, SO4 2- coøn coù ñaëc ñieåm laø röûa troâi raát chaäm, nghóa laø khaû naêng tích luõy trong ñaát raát laâu.

Ñoäc chaát Cl – coù trong ñaát pheøn hieän taïi döôùi 1%, nhöng ñoái vôùi ñaát pheøn maën vaø pheøn tieàm taøng thì coù theå ôû haøm löôïng raát cao. Tuy nhieân, noù laø nhöõng ion hoùa trò moät neân ñoä di ñoäng cuûa noù raát lôùn vaø deã röûa troâi.

Ñoäc chaát H+ khoâng chæ trong moâi tröôøng ñaát pheøn maø ôû baát cöù moâi tröôøng ñaát naøo cuõng vaäy, H+ ñöôïc xem laø taùc nhaân chính laøm pH trong ñaát haï xuoáng thaáp khi noàng ñoâï H+ taêng cao. Ñaát pheøn coù bieåu hieän naøy roõ nhaát: Moät moâi tröôøng coù pH thaáp seõ daãn ñeán laøm gia taêng caùc chaát ñoäc nhö Al3+ vaø Fe2+ . Ñaây laø nguyeân nhaân cô baûn laøm ñoä ñoäc moâi tröôøng taêng.

2.4.2. Dieãn bieán cuûa caùc ñoäc chaát Trong ñaát pheøn ngaäp nöôùc, caùc quaù trình khöû thöôøng xaûy ra laøm

gia taêng noàng ñoä CO2, HCO3-, Fe2+. Phaûn öùng ñieån hình dieãn taû söï khöû

54

hoùa cuûa Fe cuøng vôùi söï tham gia cuûa chaát höõu cô trong ñaát pheøn ngaäp nöôùc laø:

Fe(OH)3 + 2H+ + 1/4CH2O ↔ Fe2+ + 11/4H2O + 1/4CO2

Söï gia taêng noàng ñoä Fe vaø CO2 laøm giaûm ñi moät ít ñoä chua cuûa ñaát.

Moâït quaù trình quan troïng khaùc laø söï oxy hoùa khoaùng pyrite (FeS2) taïo thaønh khoaùng jarosite (KFe3(SO4)2(OH)6); sau ñoù khoaùng naøy thuûy phaân taïo ra geothite (FeO.OH) vaø hematic (Fe2O3):

FeS2 + 15/4O2 + 5/2H2O+1/3 K+ → 1/3KFe3(SO4)2(OH)6 +4/3SO42-+3H+

KFe3(SO4)2(OH)6 → 3FeO.OH + K+ + 3H+ + 2SO42-

2FeO.OH → Fe2O3 + H2O

Nhö vaäy, nhôø quaù trình naøy maø haøm löôïng H+ taêng leân raát cao laøm cho moâi tröôøng ñaát trôû neân chua, moät soá ñoäc chaát khaùc trôû neân hoøa tan hoaëc tan nhieàu hôn trong dung dòch ñaát, gaây haïi cho sinh vaät. Rieâng Al ñöôïc giaûi phoùng ra töø caùc khoaùng chöùa caùc lôùp aluminium silicate. Trong ñieàu kieän moâi tröôøng ñaát chua, möùc ñoä khoaùng hoùa caùc khoaùng seùt naøy taêng theâm. Theo Dent (1980), trong ñieàu kieän ñaát pheøn hoaït ñoäng ôû ngoaøi ñoàng coù ñoä pH = 3,2 – 3,8, quaù trình hydrolysis deã daøng thöïc hieän vieäc giaûi phoùng Al3+ tham gia trong caùc phaûn öùng taïo pheøn hoùa khaùc.

2.4.3. AÛnh höôûng cuûa caùc ñoäc chaát Al3+, Fe2+ vaø Fe3+ trong ñaát pheøn ñoái vôùi sinh vaät

a) AÛnh höôûng cuûa Al3+, Fe2+ ñoái vôùi toâm

AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát Al3+, Fe2+ ñoái vôùi toâm ñöôïc nghieân cöùu qua ñieàu tra hieän töôïng toâm cheát döïa treân cô sôû phaân tích caùc yeáu toá sinh thaùi moâi tröôøng. Trong ñoù, taùc nhaân gaây cheát toâm ñöôïc xaùc ñònh roõ raøng nhaát laø haøm löôïng cuûa caùc ñoäc chaát Fe2+, Al3+ thay ñoåi theo muøa vaø theo söï phaân boá cuûa caùc ao toâm.

+ Bieán ñoåi cuûa Fe2+ trong nöôùc

Fe2+ laø yeáu toá thöôøng xuyeân gaây ñoäc haïi cho toâm khi ôû noàng ñoä cao (giôùi haïn cho pheùp laø döôùi 500 ppm). Quaù trình oxy hoùa Fe2+ thaønh Fe3+ laøm tieâu hao nhieàu oxy hoøa tan trong nöôùc vaø taïo thaønh caùc ræ saét baùm vaøo mang toâm caûn trôû quaù trình hoâ haáp, laøm cho toâm cheát.

55

Haøm löôïng saét Fe2+ giaûm trong muøa möa so vôùi muøa khoâ do coù söï pha loaõng cuûa nöôùc möa. Söï röûa troâi saéùt töø bôø bao coù theå xaûy ra ngay khi möa, nhöng chuùng seõ trung hoøa vôùi caùc thaønh phaàn trong nöôùc ao toâm, taïo keát tuûa trong ao toâm. Trong giai ñoaïn naøy, quaù trình oxy hoùa Fe2+ thaønh Fe3+ chieám öu theá. Khi nöôùc trieàu ñang leân, löôïng Fe2+ cao hôn luùc trieàu xuoáng; chöùng toû raèng löôïng saét Fe2+ trong nöôùc ao toâm chuû yeáu laø nöôùc trieàu mang ñeán.

+ Bieán ñoåi cuûa Al3+ trong nöôùc ao toâm: Al3+ hoøa tan khoâng xuaát hieän trong moät moâi tröôøng coù ñoä pH trung tính maø chæ toàn taïi khi pH cuûa moâi tröôøng ôû ñieàu kieän acid.

+ Bieán ñoåi cuûa Fe2+ trong buøn, ñaát: ñoái vôùi Fe2+ thì ôû noàng ñoä töø 790 ppm trôû leân coù aûnh höôûng ñeán söï röûa troâi pheøn vaøo ao toâm, gaây ngoä ñoäc cho toâm do caùc ræ saét baùm vaøo mang toâm. Baûng 2.1: Noàng ñoä cuûa Al3+, Fe2+ gaây cheát toâm trong buøn, ñaát ôû Taây

Ngoïc Hieån Buøn Ñaát ao toâm Ao toâm

Fe2+ (ppm) Al3+ (ppm) Fe2+ (ppm)

D2 2743 696,9 790

D3 3882 72 1390,5

D5 2876 37,8 -

D6 2322 18,9 2119,5

D18 2061 75,5 -

(D3: laø ao toâm nuoâi coù hieäu quaû; D2: ao toâm nuoâi keùm hieäu quaû). (Nguoàn: Leâ Huy Baù, 2000).

Toâm coù khaû naêng chòu noàng ñoä Fe2+ coù trong buøn ôû 3882 ppm. Qua ñoù cho thaáy, maëc duø löôïng Fe2+ trong buøn vaø trong ñaát cao nhöng chöa coù khaû naêng gaây ñoäc cho toâm.

+ Bieán ñoåi cuûa Al3+ trong buøn, ñaát ao toâm

Noàng ñoä cuûa Al3+ trong caùc ao toâm nghieân cöùu chæ thay ñoåi töø 18,9 - 75,5 ppm. Keát quaû treân cho thaáy ôû noàng ñoä naøy, Al3+ chöa gaây ñoäc cho toâm. Nhöng khi haøm löôïng Al3+ taêng leân ñeán 669,6 ppm trong buøn ao thì gaây cheát toâm haøng loaït.

56

Nhö vaäy, löôïng saét Fe2+ trong nöôùc thöôøng thaáp hôn trong ñaát, buøn ao toâm vaø thöôøng khoâng gaây aûnh höôûng ñoái vôùi toâm. Rieâng Al3+ trong buøn ôû noàng ñoä töø 20 – 100 ppm khoâng gaây aûnh höôûng cho toâm nhöng ôû noàng ñoä 669,6 ppm trong buøn thì gaây cheát cho toâm.

Trong quaù trình nghieân cöùu ôû Traø Vinh, Caø Mau, Leâ Huy Baù vaø coäng söï ñaõ ruùt ra nhaän xeùt: Ñoäc chaát Al3+ , Fe2+ treân caùc bôø bao quanh ruoäng vuøng pheøn laø raát nguy hieåm. Khi coù caùc traän möa, nhaát laø möa ñaàu muøa, Al3+ vaø Fe2+ cuøng 2

4SO − seõ chaûy vaøo ao toâm, laøm taêng ñoät ngoät PH, noàng ñoä ñoäc cuûa chuùng gaây cho toâm cheát vì soác. Caùi khoù phaùt hieän laø sau khi trieàu leân noù ñaõ laøm PH taêng, xoùa heát taát caû daáu tích cuûa vuï ngoä ñoäc naøy.

b) AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát nhoâm (Al3+) vaø saét (Fe2+) trong ñaát leân söï sinh tröôûng cuûa caây luùa

Al3+ coù theå gaây ñoäc ngay ôû caû noàng ñoä thaáp 1 - 2 ppm (D. Dent- 1986; Leâ Huy Baù, 982) quan saùt vaø phaân tích treân ñaát pheøn ñaõ cho bieát: treân ruoäng khi ñaát khoâ coù moät lôùp muoái Al2(SO4)3 noåi leân thaønh töøng ñaùm coù maøu traéng, nheï vaø xoáp; khi öôùt thì laày nhaày, trong ñoù coù chöùa 4,26% Al3+ vaø 38,4% SO4

2-; muoái naøy tan ra ñeán ñaâu thì caù, toâm, caây coû cheát ñeán ño ù. Ngoä ñoäc Al3+ coù caùc trieäu chöùng khoâng phaûi luùc naøo cuõng deã daøng nhaän ra ñöôïc. Ñoái vôùi caây luùa thì trieäu chöùng theå hieän ngay ôû reã (reã bò dò daïng, chuøn laïi vaø deã gaõy, maëc duø maøu saéc reã khoâng ñen nhö ngoä ñoäc saét). Neáu ngoä ñoäc nhoâm cao thì reã luùa ngaén, ruïng heát loâng huùt vaø cheát.

Nghieân cöùu cuûa Leâ Huy Baù chöùng toû, ôû noàng ñoä 135 ppm trong dung dòch dinh döôõng IRRI vaø 500 ppm ôû thöïc ñòa, Al3+ ñaõ gaây ñoäc cho caây luùa. Ngoaøi ra, khi toàn taïi ñoàng thôøi caû Al3+, Fe2+ thì ñoäc tính cuûa ñaát cuõng taêng leân nhieàu so vôùi bình thöôøng.

Trong ñaát pheøn, Fe2+, Fe3+ keát hôïp vôùi S2- taïo thaønh hôïp chaát FeS gaén chaët vaøo caùc reã luùa laøm caûn trôû quaù trình huùt döôõng chaát trong ñaát cuõng nhö laøm aûnh höôûng ñeán quaù trình hoâ haáp, laøm reã luùa bò cheát.

+ AÛnh höôûng cuûa Al3+ leân caây luùa non

Al3+ laø moät ñoäc chaát nguy hieåm trong giai ñoaïn ba laù thaät. Theo Leâ Huy Baù (1982), ôû noàng ñoä Al3+ = 135 ppm trong dung dòch dinh

57

döôõng konsac ñaõ baét ñaàu coù aûnh höôûng, nhaát laø vôùi gioáng chòu ñoäc keùm, vaø ôû 150 ppm thì coù daáu hieäu cheát vaø ñeán 600 ppm thì cheát nhieàu. ÔÛ 1.000 ppm trong 20 ngaøy thì caây luùa cheát meàm nhö bò luoäc nöôùc soâi. Moät ñieàu ñaùng löu yù laø reã bò ngoä ñoäc maëc duø loâng huùt bò ruïng ñi nhieàu, reã bò teo toùp nhöng maøu saéc vaãn traéng.

+ AÛnh höôûng cuûa Fe2+ leân caây luùa non

ÔÛ noàng ñoä Fe2+ = 150 ppm ñaõ baét ñaàu aûnh höôûng vaø ôû 600 ppm thì gaây cheát cho gioáng luùa non keùm chòu ñoäc; tuy nhieân, bieåu hieän ôû reã ñen vaø tyû leä cheát cao. Gioáng chòu ñoäc gioûi thì möùc ñoä chòu ñöïng cao hôn nhöng neáu Fe2+ ôû 1.000 ppm thì bieåu hieän cheát ôû caû hai gioáng luùa raát nhanh. Khi caây luùa bò ngoä ñoäc, Fe seõ aûnh höôûng ñeán reã (soá loâng huùt bò giaûm). Khaùc vôùi ngoä ñoäc Al laø, khi bò ngoä ñoäc saét, reã khoâng traéng maø trôû thaønh ñen, do keát quaû cuûa H2S ñaõ taùc duïng vôùi Fe taïo thaønh FeS, baùm vaøo lôùp ngoaøi cuûa reã luùa. Tôùi ñaây, maëc duø noàng ñoä Fe2+ ñaõ giaûm nhöng vaãn gaây trôû ngaïi cho caùc quaù trình trao ñoåi chaát cuûa loâng huùt vaø reã luùa. Hôn theá nöõa, treân choùp reã thöôøng bò veït ñi moät maûnh, coøn laù thì coù nhieàu ñoám gioáng nhö beänh tieâm löûa (Leâ Huy Baù,1982).

+ So saùnh aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát Al3+ vaø Fe2+

ÔÛ noàng ñoä Fe2+ = 600 ppm, Al3+ = 135 ppm caây luùa bò toån haïi. Maët khaùc, khi noàng ñoä toång hôïp Fe2+ = 600 ppm + Al3+ = 135 ppm thì taùc haïi cuûa chuùng laïi trôû neân lôùn gaáp nhieàu laàn so vôùi töøng ñoäc chaát rieâng reõ. Ñieàu ñoù ñöôïc theå hieän roõ ôû taát caû caùc chæ tieâu vaø laàn löôït ñi töø gioáng keùm chòu ñoäc ñeán gioáng chòu ñoäc trung bình roài ñeán gioáng chòu ñoäc khaù (Leâ Huy Baù,1982).

2.4.4. AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát leân heä enzym trong caây luùa vaø vai troø khaùng ñoäc cuûa enzym vaø cuûa phoát pho

Xin löôïc trích giôùi thieäu coâng trình nghieân cöùu cuûa Leâ Huy Baù cuøng coäng taùc vieân (naêm 1982, 1984, 1985, 1986, 1990) sau ñaây:

a) AÛnh höôûng cuûa noàng ñoä ñoäc trong moâi tröôøng ñaát pheøn ñeán hoaït tính cuûa enzym catalase trong caây chæ thò vaø caây luùa

Keát quaû ôû hình 2.1 ghi nhaän raèng, hoaït tính cuûa enzym naøy phuï thuoäc tröôùc heát vaøo thôøi kyø sinh tröôûng. Chuùng coù xu höôùng giaûm daàn ôû caû ñaát khoâng pheøn laãn ôû ñaát pheøn, sau ñoù môùi ñeán aûnh höôûng cuûa

58

ñoäc chaát moâi tröôøng ñaát. Maët khaùc ta thaáy, trong moâi tröôøng ñaát pheøn, hoaït tính enzym catalase luoân luoân thaáp hôn treân ñaát phuø sa khoâng pheøn (soá lieäu trung bình cuûa 8 gioáng); nhaän xeùt naøy ôû möùc ñoä tin caäy vôùi t = 4,936 so vôùi t0,99 = 2,977. AÛnh höôûng naøy coù yù nghóa roõ hôn khi ta so saùnh giöõa gioáng chòu pheøn gioûi nhö gioáng Caø ñung (gioáng ñòa phöông) vaø gioáng keùm chòu pheøn nhö IR38 (Hình 2.1), cuõng vôùi ñoä tin caäy 95%.

Trong khi treân moâi tröôøng ñaát phuø sa, hoaït tính enzym catalase trong caây ôû gioáng IR38 luoân cao hôn gioáng Caø ñung, thì treân ñaát pheøn laïi ngöôïc laïi: khi noàng ñoä ñoäc leân cao (ngaøy thöù 35 vaø 102 ) hoaït tính giaûm (ñoäc chaát trong ñaát taêng cao Al3+ = 800 – 900 ppm, SO4

-2 = 0,3 - 0,35%, pHH2O = 3,5 - 3,6) (hình 2.2).

Hình 2.1: AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong ñaát leân hoaït tính enzym catalase, so saùnh giöõa ñaát khoâng coù ñoäc chaát vaø ñaát coù ñoäc chaát.

0 0,5

1

1,5

2 2,5

3

20 35 77 102 115

Ngaøy sau khi gieo

Hoaït tính

Caùc gioáng luùa treân moâi tröôøng ñaát khoâng ñoäc chaát

Caùc gioáng luùa treân moâi tröôøng ñaát ñoäc pheøn

catalase trong caây (E/p)

59

Hình 2.2: AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát leân hoaït tính

cuûa enzym catalase trong caây luùa vaø caây coû naêng.

b) AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát pheøn leân hoaït tính enzym peroxydase trong laù caây chæ thò vaø caây luùa

- AÛnh höôûng leân hoaït tính enzym peroxydase trong laù caây chæ thò vaø caây luùa. Vai troø cuûa peroxydase trong laù caây

Khoâng gioáng nhö catalase, khi ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát pheøn taêng cao (ôû caùc thôøi kyø 21, ngaøy thöù 60 sau khi gieo), hoaït tính cuûa enzym peroxydase trong laù luùa laïi taêng cao (hình 2. 3). Qui luaät naøy ñöôïc khaúng ñònh vôùi ñoä tin caäy cao t = 3,400 > t0,99 = 2,977.

Keát quaû nghieân cöùu ñaõ chöùng toû raèng hoaït tính cuûa enzym peroxydase trong laù phuï thuoäc vaøo thôøi kyø sinh tröôûng cuûa luùa: cao ôû giai ñoaïn giöõa (60 – 70 ngaøy). Maët khaùc, noù coøn phuï thuoäc vaøo ñaëc tính caây vaø gioáng: caây chæ thò coû naêng (Eleocharis Dulcis) vaø gioáng chòu pheøn caø ñung luoân coù hoaït tính cao hôn vaø theå hieän roõ hôn tính choáng laïi ñoäc toá so vôùi gioáng keùm chòu pheøn IR38.

So vôùi hoaït tính trong ñaát phuø sa khoâng pheøn, khi ñoäc chaát taêng cao gioáng caø ñung coù hoaït tính naøy taêng + 280% (so vôùi ñoái chöùng), coøn gioáng IR38 chæ taêng +247% (so vôùi ñoái chöùng).

Ngaøy sau khi gieo 0 0,5

1 1,5

2 2,5

3

20 35 77 102 115

IR38, treân moâi tröôøng ñaát khoâng ñoäc chaátIR38, treân moâi tröôøng ñaát coù ñoäc chaát pheøn

Caø ñung, moâi tröôøng ñaát khoâng ñoäc chaát

Caø ñung, moâi tröôøng ñaát coù ñoäc chaát

Hoaït tính catalase trong caây (E/p)

60

Moâi tröôøng ñaát coù ñoäc chaát

1,5

c) Caây luùa keùm chòu pheøn IR38

0,328 0,706

1,301

0,7070,53 0,824

1,234

0,853

0

1

Ngaøy sau gieo

0.5

Ghi chuù: Ngaøy sau gieo 66 87

(E/p)a) Caây chæ thò naêng ngoït (eleocharis) (Dulcis)

1,86

3,125

1,10,8

1,1

2,5482,648 2,648

0

1

2

3

4 +1,325

+1,180

Ngaøy sau gieo

21

36 66 87

0,5 1

b) Caây luùa chòu pheøn caø ñung

1,8

0,769

1,498

1,20,7881,14 1,232

0,484

0

1.5 2

Moâi

tröôøng ñaát

khoâng ñoäc chaát

Ñoäc chaát trong MT ñaát Cao Thaáp Cao Thaáp Al3+ (ppm) Fe2+ (ppm) SO4

2- (%)

805 898 0.32

465 609 0.13

850 908 0.35

475 621 0.15

Hình 2.3: AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát leân hoaït tính

enzym peroxydase trong laù caây chæ thò vaø gioáng luùa.

61

21

66 87

10

1,14

2,93

7,142

8,19

1,148 1,749

7,745

6,238

0 2 4 6 8

Ngaøy sau gieo

b) Caây luùa chòu pheøn

1

4 3,705

6,063

1,1682,449

4,459

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

21 36 66 87

Ngaøy sau gieo

MT ñaát khoâng coù ñoäc chaát (ñaát phuø sa)

MT ñaát coù ñoäc chaát (ñaát pheøn)

Ñoäc chaát trong MT ñaát Cao Thaáp Cao Thaáp Al3+ (ppm) Fe2+ (ppm) SO4

2- (%)

805 898 0,32

465 609 0,13

850 908 0,35

475 621 0,15

Hình 2.4: AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát leân hoaït tính peroxydase trong reã luùa vaø caây chæ thò.

36 66 87

c) Caây luùa chòu pheøn keùm

3,283

7,342

2,776

5,8824,112 5,24

13,071

6,359

0 2 4 6 8

10 12 14

21

Ngaøy sau gieo

a) Caây chæ thò naêng

62

Ñieàu naøy ñaõ ñöôïc soá lieäu cuûa Eleocharisdulcis - thöïc vaät chæ thò cho ñaát pheøn, boå sung vaø khaúng ñònh vôùi ñoä tin caäy tuyeät ñoái (99%). Ñieàu ñoù laøm ta phaûi ñaùnh giaù cao, ñuùng vai troø cuûa peroxydase vôùi tính khaùng ñoäc pheøn.

– AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát pheøn leân enzym peroxydase trong reã thöïc vaät

Ngöôïc laïi vôùi tröôøng hôïp cuûa laù, enzym peroxydase trong reã luùa soáng treân ñaát pheøn bò öùc cheá raát maïnh cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát (Hình 2.4). Nghóa laø, khi ñoäc chaát trong ñaát leân cao thì hoaït tính enzym naøy trong reã cuûa caây luùa keùm chòu pheøn vaø chòu pheøn, keå caû trong reã coû naêng ñeàu giaûm so vôùi ñoái chöùng (ñaát phuø sa khoâng pheøn). Maët khaùc, hoaït tính enzym trong reã luùa cuõng ñoùng moät vai troø nhoû: giaûi phoùng naêng löôïng, cung caáp cho caây luùa, ôû thôøi kyø phuïc hoài, sau khi bò ngoä ñoäc. Ví duï: ngaøy thöù 87 khi ñoäc chaát giaûm, hoaït tính enzym naøy taêng 63% vôùi gioáng caø ñung vaø 40,1% vôùi gioáng IR38.

– Giôùi haïn vai troø peroxydase trong laù ñeán aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát moâi tröôøng

Nhö vaäy, theo keát quaû treân thì enzym peroxydase trong laù ñoùng moät vai troø xuùc tieán caây coû naêng vaø caây luùa choáng laïi ñoäc chaát xaâm nhaäp vaøo. Tuy vaäy, vai troø naøy chæ xuaát hieän trong moät giôùi haïn nhaát ñònh cuûa möùc ñoä ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát vaø ñaëc tính cuûa gioáng caây luùa khaùc nhau (baûng 2.2).

Baûng 2.2: Giôùi haïn taùc duïng khaùng ñoäc cuûa enzym peroxydase trong laù luùa vaø coû naêng ñoái vôùi ñoäc chaát trong moâi tröôøng, ôû ngaøy thöù 25 sau khi troàng.

(Ñôn vò hoaït tính enzym: E/p)

Noàng ñoä toång hôïp cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng (ppm)

Loaïi thöïc vaät

Caùc variant Al3+ Fe2+ SO42- Caây chæ thò-coû naêng chòu pheøn

gioûi

Caây luùa chòu pheøn khaù-

Gioáng caø ñung

Caây luùa chòu pheøn keùm-Gioáng

IR38

1 100 ± 5 135 ± 4 1000 ± 18 1,65 ± 0,07 1,26 ± 0,07 1,10 ± 0,08

2 450 ± 12 467 ± 18 1500 ± 47 2,47 ± 0,08 1,38 ± 0,04 1,15 ± 0,06

3 750 ± 16 676 ± 24 2108 ± 86 3,28 ± 0,10 1,62 ± 0,05 1,25 ± 0,05

4 890 ± 24 842 ± 32 2606 ± 58 3,30 ± 0,04 1,92 ± 0,10 0,62 ± 0,04

63

5 950 ± 31 907 ± 44 3209 ± 48 3,85 ± 0,14 1,64 ± 0,06 0,13 ± 0,00

6 1085± 525 1050 ± 58 3693 ± 92 1,67 ± 0,12 0,10 ± 0,0 0,00 ± 0,00

7 Moâi tröôøng ñaát khoâng ñoäc chaát (ñoái chöùng) 1,51 ± 0,04 1,45 ± 0,03 1,00 ± 0,05

(t0,95 = 2,447)

Soá lieäu baûng 2.2 chöùng toû, hoaït tính cuûa enzym naøy coù yù nghóa trong giôùi haïn caùc ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát:

- Ñoái vôùi caây chæ thò coû naêng coù theå chòu ñöôïc löôïng ñoäc chaát ôû trong moâi tröôøng ñaát ôû möùc cao nhaát vôùi:

Al3+ ≤ 950 ± 31 ppm + Fe2+ ≤ 907 ± 44 ppm + SO42- ≤ 3209 ± 48 ppm

- Ñoái vôùi gioáng caø ñung, chòu pheøn gioûi thì ôû möùc:

Al3+ ≤ 890 ppm + Fe2+ ≤ 842ppm + SO2- ≤ 0,26%

- Ñoái vôùi gioáng chòu pheøn keùm nhö IR38 thì chæ ôû möùc:

Al3+ ≤ 750 ppm + Fe2+ ≤ 676ppm + SO2- ≤ 0,28%

c) Töông quan giöõa ñoäc chaát cuøng P2O5 trong moâi tröôøng ñaát vôùi hoaït tính enzym peroxydase trong caây.

AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát leân hoaït tính enzym naøy vaø söï taùc ñoäng qua laïi giöõa chuùng moät phaàn ñöôïc phaûn aùnh thoâng qua heä soá töông quan (R).

Baûng 2.3: Heä soá töông quan (R) giöõa noàng ñoä caùc ñoäc chaát P2O5 trong moâi tröôøng ñaát vaø hoaït tính enzym peroxydase (M) trong caây.

Töông quan giöõa M - SO4

2- M - Fe2+ M - Al3+ M - P2O5

Trong caây Laù Reã Laù Reã Laù Reã Laù Reã

Chæ thò (naêng ngoït)

+0,7204 -0,2015 +0,6344 -0,2104 +0,8432 -0,3215 -0,3467 +0,5241

Luùa, Caø ñung +0,6843 -0,2254 +0,6278 -0,2447 +0,8023 -0,3254 -0,3670 +0,4632

Luùa, IR38 +0,3452 -0,4568 +0,4312 -0,5649 +0,6174 -0,8592 -0,2891 +0,3434

- Ghi chuù: M laø hoaït tính cuûa enzym peroxydase

R0,95 = 0,754

Trong haøng loaït heä soá töông quan keå treân, ñaùng chuù yù laø: söï töông quan thuaän giöõa hoaït tính enzym naøy trong laù caây chæ thò (coû naêng) vôùi R = +0,8432. Ñoàng thôøi, ta cuõng tìm thaáy töông quan thuaän giöõa hoaït tính

64

men naøy trong laù cuûa gioáng chòu pheøn caø ñung vôùi noàng ñoä ñoäc chaát Al3+ trong moâi tröôøng ñaát, vôùi R = +0,802. Maët khaùc, caàn löu yù raèng, töông quan nghòch giöõa hoaït tính enzym naøy trong caây luùa keøm chòu pheøn (IR38) vôùi haøm löôïng Al3+ trong moâi tröôøng ñaát vôùi R = -0,859.

Ñoù laø ñaëc tính cuûa caây chòu pheøn khaùc vôùi caây keùm chòu pheøn.

d) AÛnh höôûng ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát pheøn leân hoaït tính enzym phosphatase trong caây chæ thò vaø caây luùa

- AÛnh höôûng ñeán hoaït tính phosphatase trong laù caây chæ thò vaø caây luùa

Ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát pheøn khoâng nhöõng haïn cheá hoaït tính cuûa enzym catalaza, peroxydase trong reã maø coøn haïn cheá leân hoaït tính cuûa enzym phophatase trong laù caây chæ thò vaø caây luùa. Ñieàu naøy ñöôïc theå hieän khi ñoäc chaát hai laàn taêng cao, hoaït tính enzym naøy giaûm xuoáng ôû möùc -21,2% vaø -53,6% vôùi gioáng caø ñung; -40,7% vaø -69,6% vôùi gioáng IR38, coøn vôùi caây chæ thò (coû naêng) thì coù giaûm nhöng chæ giaûm ôû möùc -45% vaø -18%.

Moät ñieàu cuõng lyù thuù khoâng keùm gì söï phaùt hieän vai troø cuûa peroxydase trong laù, ôû ñaây, hoaït tính enzym phosphatase naøy ñoùng moät vai troø quan troïng giuùp caây luùa phuïc hoài sau thôøi gian bò ngoä ñoäc.

Ñieàu khaúng ñònh laø quy luaät naøy phuï thuoäc vaøo ñaëc tính loaïi vaø gioáng. Chuùng trôû neân coù yù nghóa trong tröôøng hôïp cuûa caây chæ thò vaø gioáng chòu pheøn caø ñung. Ví duï, ôû ngaøy thöù 87 khi ñoäc chaát trong ñaát töø cao giaûm xuoáng thaáp, hoaït tính naøy trong caây chæ thò coû naêng taêng 59,9% vaø ñaëc bieät trong caây chòu pheøn Caø ñung taêng 643%, coøn gioáng chòu pheøn keùm cuõng taêng nhöng thaáp hôn, chæ ôû möùc +314% so vôùi ñoái chöùng. Moät ñaëc ñieåm khaùc caàn löu yù laø, hoaït tính naøy cuõng phuï thuoäc vaøo thôøi gian sinh tröôûng cuûa luùa: giai ñoaïn sau cao hôn giai ñoaïn tröôùc.

– AÛnh höôûng ñeán phosphatase trong reã caây

Khaùc vôùi trong laù, enzym phosphatase trong reã caây coù hoaït tính raát yeáu (baûng 2.4). So saùnh giöõa hai gioáng luùa thaáy raèng, hoaït tính men naøy trong reã caây chæ thò (coû naêng) laø caây hoang daïi thích nghi, chòu ñoäc ñaõ coù hoaït tính lôùn hôn reã caây luùa chòu pheøn (Caø ñung). Reã caây luùa chòu pheøn laïi coù hoaït tính lôùn hôn caây luùa keùm chòu pheøn (IR38).

Ñieàu naøy ñöôïc bieåu hieän ôû baát ñaúng thöùc:

65

M Chòu pheøn gioûi

(coû naêng)

> M Chòu pheøn khaù

(caø ñung)

> M Chòu pheøn keùm

(IR38) (M: hoaït tính cuûa phosphatase trong reã caây).

Baûng 2.4: AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát pheøn leân hoaït tính enzym phosphatase trong reã caây chæ thò, caây luùa chòu pheøn vaø keùm chòu pheøn.

Ñaát pheøn, coù ñoäc chaát Ñaát khoâng coù ñoäc chaát

Gioáng luùa Gioáng luaù

Ngaøy sau gieo

Ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát

Caây chæ thò coû naêng Caø ñung IR38

Caây chæ thò (coû naêng) Caø ñung IR38

21

36

66

87

Cao

Thaáp

Cao

Thaáp

1.29

0.42

ít

ít

1.29

0.34

ít

ít

0.96

small

ít

ít

0.14

0.42

Veät

Veät

3.50

0.30

Veät

Veät

2.21

0.41

Veät

Veät

e) Töông quan giöõa ñoäc chaát vaø P2O5 vôùi phosphatase

Soá lieäu ôû baûng 2.5 cho thaáy raèng, coù söï töông quan nghòch vaø chaët giöõa haøm löôïng ñoäc chaát Al3+ trong ñaát vôùi hoaït tính phosphatase trong laù caây luùa, ñaëc bieät ñoái vôùi gioáng chòu pheøn keùm IR38 (R = -0,7972). Ñieàu naøy chöùng toû, thöïc vaät ñaõ huy ñoäng phosphatase vaøo cô theå naâng ñôõ söùc soáng cuûa caây. Maët khaùc, phosphatase cuøng coù töông quan nghòch vaø chaët vôùi löôïng Al trong caây (R = -0,7149). Ñieàu ñoù chöùng toû, coù söï töông taùc nghòch, phaûn laïi nhau, öùc cheá nhau giöõa ñoäc chaát vôùi peroxydase vaø phosphatase. Ñaëc bieät ñaùng chuù yù laø töông quan thuaän, chaët giöõa hoaït tính men naøy vôùi söï tích luõy cuûa phoát pho töï do cuûa gioáng chòu pheøn caø ñung (R = +0,6441), vôùi ñoä tin caäy 99%.

Baûng 2.5: Töông quan (R) giöõa noàng ñoä ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát vaø hoaït tính (A) cuûa enzym phosphatase trong gioáng caây chòu pheøn vaø keùm chòu pheøn.

Caây A vaø SO42- A vaø Fe2+ A vaø Al3+ A vaø P2O5

Caø dung -0,3648 -0,5601 -0,6462 *** +0,6441***

IR38 -0,5001 -0,6239 -0,8972 +0,4427

Ghi chuù: A: hoaït tính enzym phosphatase trong caây (R0,95 = 0,6320). ***: ñoä tin caäy 94,9%.

66

Ñieàu ñoù cho pheùp ta suy luaän raèng, phoát pho vaø phosphatase coù vai troø lôùn trong cô cheá khaùng ñoäc cuûa thöïc vaät ñoái vôùi ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát.

Nhö vaäy, treân cô sôû nhöõng keát quaû caùc thí nghieäm nghieân cöùu töø 1997 ñeán nay coù theå ñi ñeán keát luaän:

1/ Noàng ñoä cao cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát ñaõ öùc cheá maïnh hoaït tính cuûa enzym catalase vaø phosphatase trong reã, trong laù caây chæ thò vaø nhaát laø ñoái vôùi caây luùa, ñaëc bieät laø caây luùa keùm chòu pheøn.

2/ Enzym phosphatase trong laù coù taùc duïng cung caáp naêng löôïng cho caây phuïc hoài sau khi bò ngoä ñoäc. Hoaït tính cuûa enzym naøy töông quan tyû leä nghòch vôùi haøm löôïng Al3+ trong ñaát vaø Al3+ trong caây. Ñieàu ñoù chöùng toû söï ñoái khaùng giöõa caùc enzym vaø ñoäc chaát bieåu hieän roõ, nhaát laø vôùi ñoäc chaát Al3+.

3/ Ñoäc chaát cao trong moâi tröôøng ñaát pheøn öùc cheá hoaït tính enzym peroxydase trong reã luùa. Trong ñieàu kieän ñoù, peroxydase trong reã ñoùng moät vai troø nhoû giuùp caây luùa phuïc hoài.

4/ Chuùng toâi ñaõ coù ñuû cô sôû ñeå khaúng ñònh raèng, enzym peroxydase trong laù ñoùng moät vai troø quan troïng, choáng laïi taùc haïi cuûa ñoäc chaát. Khi ñoäc chaát trong ñaát, trong caây taêng cao thì hoaït tính cuûa enzym naøy cuõng taêng cao so vôùi ñoái chöùng.

Caây chòu pheøn coù hoaït tính enzym peroxydase (M),

peroxydase (A) cao hôn gioáng keùm chòu pheøn. M vaø A

Caây chòu pheøn gioûi

> M vaø A

Caây chòu pheøn khaù

> M vaø A

Caây chòu pheøn keùm

M: hoaït tính enzym trong reã caây

A: hoaït tính enzym trong caây.

Khi ñoäc chaát taêng cao thì peroxydase trong laù caây chòu pheøn taêng cuõng cao (+ 280% so vôùi ñoái chöùng); coøn caây keùm chòu pheøn thì khoâng taêng (so vôùi ñoái chöùng).

67

Khi ñoäc chaát giaûm, peroxydase trong caây chòu pheøn cuõng cao hôn keùm chòu pheøn (+ 643% vôùi caây luùa chòu pheøn so vôùi ñoái chöùng); coøn gioáng chòu pheøn keùm chæ taêng 314% (so vôùi ñoái chöùng).

2.4.5. Bieän phaùp phoøng choáng

Ñoái vôùi ñaát pheøn, caùc ñoäc chaát tích luõy nhieàu neân khoâng nhöõng noù coù theå gaây haïi cho sinh vaät soáng trong ñaát maø coøn coù theå gaây haïi cho sinh vaät soáng trong lôùp nöôùc tieáp xuùc vôùi ñaát, lôùp nöôùc maët aáy deã trôû thaønh nöôùc pheøn.

Ñeå haïn cheá phaùt sinh pheøn, cuõng nhö taùc haïi caùc ñoäc chaát trong ñaát pheøn, coù theå aùp duïng moät soá bieän phaùp nhö sau:

+ Giöõ nöôùc maët ruoäng ñeå ngaên ngöøa söï oxy hoùa caùc vaät lieäu chöùa khoaùng pyrit trong ñaát pheøn tieàm taøng.

+ Ñoái vôùi ñaát pheøn hoaït ñoäng, caàn phaûi tieâu röûa ñoäc chaát ra beân ngoaøi baèng caùc nguoàn nöôùc khaùc. Vieäc tieâu röûa ñoäc chaát ra beân ngoaøi cuõng caàn chuù yù baûo veä, khoâng laøm nhieãm ñoäc nhöõng vuøng haï löu.

+ Trong canh taùc caây troàng cuõng nhö vieäc nuoâi troàng thuûy saûn, vieäc söû duïng voâi ñeå trung hoøa caùc acid trong ñaát vaø laøm coá ñònh caùc ñoäc chaát khaùc trong ñaát toû ra coù hieäu quaû vôùi nhöõng vuøng ñaát pheøn nheï vaø pheøn trung bình. Vieäc keát hôïp duøng voâi vaø tieâu röûa baèng nöôùc ngoït seõ ñaåy nhanh quaù trình thieâu röõa ñoäc chaát trong ñaát.

+ Moät soá kyõ thuaät nhö laøm ñaát, leân lieáp ñeå troàng caùc gioáng caây chòu pheøn cuõng ñöôïc aùp duïng ôû vuøng ñaát pheøn Ñoàng Thaùp Möôøi, töù giaùc Long Xuyeân.

2.5. CAÙC CHAÁT ÑOÄC TRONG ÑAÁT MAËN – DIEÃN BIEÁN – CAÙC BIEÄN PHAÙP BAÛO VEÄ

2.5.1. Caùc ñoäc chaát trong ñaát maën Trong ñaát röøng ngaäp maën, haøm löôïng muoái NaCl, Na2SO4,

MgSO4, BaCl2 khaù cao coù theå gaây ngoä ñoäc cho caây troàng vaø moät soá loaøi ñoäng vaät khoâng chòu ñöôïc maën. Haàu heát caùc caây troàng chæ coù theå chòu ñöïng ñöôïc noàng ñoä NaCl < 4%. Nguyeân nhaân chính trong vieäc gaây ngoä ñoäc laø do noàng ñoä muoái trong dung dòch ñaát cao, gaây ra trieäu chöùng haïn sinh lyù cho caây troàng. Noàng ñoä muoái cao trong dung dòch

68

ñaát coøn laøm phaù vôõ caùc teá baøo reã cuûa moät soá loaøi caây do tính thaåm thaáu maïnh töø moâi tröôøng öu tröông sang moâi tröôøng nhöôïc tröông.

AÛnh höôûng xaáu cuûa ñaát maën ñoái vôùi caây troàng, tröôùc heát laø do aùp suaát thaåm thaáu cao cuûa dung dòch ñaát. AÙp suaát naøy taêng theo tyû leä thuaän vôùi noàng ñoä muoái tan. Khi aùp suaát thaåm thaáu cuûa dung dòch ñaát töø 10 – 12 atm, caây troàng khoâng sinh tröôûng vaø phaùt trieån ñöôïc. Khi vöôït quaù 40 atm, caây bò cheát.

Söï coù maët cuûa moät löôïng lôùn caùc muoái tan trong ñaát laøm cho tính chaát vaät lyù hoùa hoïc, vi sinh vaät cuûa ñaát trôû neân xaáu. Khi khoâ, ñaát nöùt neû, cöùng nhö ñaù. Khi öôùt, ñaát raát dính, deûo, haït ñaát tröông maïnh, bít kín taát caû caùc khe hôû, laøm cho ñaát trôû neân baõo hoøa nöôùc vaø hoaøn toaøn khoâng thaám nöôùc. Caùc thaønh phaàn muoái laø ñoäc chaát trong ñaát laøm cho ñaát coù ñoä pH cao töø 7,5 ñeán 11-12, caây troàng khoâng phaùt trieån ñöôïc. Caùc ion thöôøng xuaát hieän trong ñaát maën vaø maën kieàm laø Cl-, SO4

2-, HCO3-, Na+, Mg2+.

Caùc anion ñoäc hôn raát nhieàu so vôùi caùc cation. Trong caùc anion thì Cl- ñoäc hôn SO4

2-. Trong soá caùc chaát ñoäc khoâng theå boû qua Bo. Neáu ñaát chæ chöùa moät loaïi muoái tan thì seõ ñoäc hôn raát nhieàu so vôùi ñaát coù cuøng toång löôïng muoái tan nhöng laïi coù nhieàu thaønh phaàn muoái hôn. Ví duï ñaát döôùi röøng ngaäp maën coù cuøng moät ñoä maën nhöng chöùa nhieàu loaïi muoái tan khaùc nhau seõ ít ñoäc hôn laø ñaát chæ moät loaïi muoái tan. Hieän töôïng naøy ñöôïc giaûi thích baèng söï ñoái khaùng cuûa caùc ion. Taùc haïi cuûa muoái cuõng coøn tuøy thuoäc vaøo ñoä chòu maën cuûa caây.

2.5.2. Dieãn bieán cuûa caùc chaát ñoäc trong ñieàu kieän sinh thaùi moâi tröôøng ñaát maën

Laáy ñaát röøng ngaäp maën laøm ví duï, coâng trình nghieân cöùu cuûa Leâ Huy Baù vaø coäng söï cho thaáy: ñaát röøng ngaäp maën chöùa nhieàu muoái hoøa tan (1 - 1,5% hoaëc nhieàu hôn), ñaëc bieät laø ôû lôùp ñaát maët. Nhöõng loaïi muoái tan thöôøng thaáy trong ñaát maën laø NaCl, Na2SO4, CaCl2, CaSO4, MgCl2, NaHCO3 coù nguoàn goác töø caùc thaønh phaàn khoaùng bò hoøa tan, di chuyeån, taäp trung xuoáng vuøng ñòa hình truõng, khoâng thoaùt nöôùc. Sau ñoù, trong ñieàu kieän khoâ hanh, muoái töø trong maïch nöôùc ngaàm di chuyeån vaø taäp trung leân maët ñaát thaønh moät lôùp voû muoái daøy töø 0,1 - 1,0cm. Söï hình thaønh caùc muoái trong ñaát maën laø keát quaû toång hôïp cuûa nhieàu yeáu toá: ñaát coù chöùa muoái, ñòa hình truõng khoâng thoaùt nöôùc, möïc nöôùc ngaàm maën ôû noâng, khí haäu khoâ haïn, naéng noùng. Trong ñoù, möïc nöôùc ngaàm maën laïi

69

xuaát hieän gaàn maët ñaát thöôøng laø nguyeân nhaân tröïc tieáp laøm cho ñaát bò maën hoùa. Giöõa ñoä saâu vaø ñoä maën cuûa nöôùc ngaàm vaø ñoä maën cuûa ñaát coù töông quan chaët cheõ vôùi nhau. Poâlunop (1956), ñaõ ñöa ra khaùi nieäm “ñoä saâu laâm giôùi” cuûa nöôùc ngaàm xaùc ñònh moái töông quan giöõa ñoä saâu vaø ñoä maën cuûa ñaát, nöôùc ngaàm. Ñoä saâu naøy coøn phuï thuoäc vaøo ñoä khoâ haïn, thaønh phaàn cô giôùi, ñoä chaët vaø ñoä xoáp cuûa ñaát.

Ngoaøi yeáu toá maën laø baûn chaát cuûa ñaát röøng ngaäp maën (RNM), söï maën hoùa cuõng laø nguyeân nhaân laøm cho ñaát bò maën theâm.

a) Maën hoùa: laø quaù trình xaâm nhieãm vaø tích tuï cuûa caùc muoái vaø caùc kim loaïi kieàm trong moâi tröôøng ñaát, nöôùc khi caùc moâi tröôøng naøy chöa bò maën nay trôû neân maën hoaëc ñaõ bò maën ít naøy thaønh maën nhieàu hôn. Söï maën hoùa laø moät quaù trình do caùc nguyeân nhaân:

- Maën hoùa do theâm vaøo ñaát moät löôïng muoái (goàm caùc muoái NaCl, Na2SO4, MgSO4, MgCl2, NaNO3, Mg(NO3)2, CaCl2, CaSO4…). Trong ñoù coù muoái kim loaïi kieàm vaø kieàm thoå, vôùiù caùc goác acid vaø seõ laø nhöõng anion: Cl-, SO4

2-, NO3- , CO3

2- maø Cl- ñoùng vai troø chuû ñaïo.

- Maën hoùa do kieàm (laø caùc kim loaïi kieàm vaø kieàm thoå nhö Na, K, Mg, Ca) tích luõy vôùi haøm löôïng cao trong ñaát, nhaát laø Na.

– AÛnh höôûng cuûa maën hoùa leân moâi tröôøng sinh thaùi ñaát

Trong haàu heát caùc tröôøng hôïp maø ñaát haáp thuï ion Na ñeàu ñöôïc giaûi thích theo phaûn öùng sau:

Seùt-Ca +2Na+ ↔ Seùt-Na2 + Ca2+

Seùt-Mg +2Na+ ↔ Seùt-Na2 + Mg2+

Neáu Ca2+ vaø Mg2+ ñöôïc giaûi phoùng vaø keát tuûa ôû daïng muoái khoâng hoøa tan thì phöông trình treân nghieâng veà beân phaûi vaø trong nhieàu tröôøng hôïp, phaûn öùng naøy gaàn nhö dieãn ra hoaøn toaøn. Keát quaû nghieân cöùu cuûa Kelley Lumins (1921) cho thaáy, neáu moâi tröôøng ñaát tích luõy nhieàu muoái Na (baûng 2.6), thì ñoàng thôøi moät löôïng lôùn Na+ ñöôïc haáp thuï seõ coù moät löôïng Ca2+, Mg2+ ñöôïc haáp thu theo. Nhöng ñieàu ñoù ít xaûy ra neáu cho Na2CO3 haáp thuï vaøo ñaát. Khi coù Na2CO3 thì löôïng Na+ haáp thuï vaøo ñaát laïi cao hôn so vôùi khi chæ coù moät mình NaCl vaø moät ít NaNO3. Caùc muoái cuûa Ca2+ vaø Mg2+ coù goác chloride hay nitrate deã hoøa tan hôn caùc goác khaùc tröôùc khi chuùng ñöôïc thay theá. Trong khi vôùi goác cacbonate, Mg2+

70

vaø Ca2+ ôû daïng muoái naøy hoøa tan nhieàu hôn moät ít. Khi ñoù, möùc ñoä hoøa tan cuûa Na+ cuûa caùc base trao ñoåi trong ñaát bò aûnh höôûng laâu daøi bôûi caùc loaïi muoái Na tích tuï trong ñaát. Noùi chung, ñaát maën chöùa moät noàng ñoä muoái Na2CO3 (moät chaát coù ñoäc tính maïnh) cao thì töông ñoái deã hoøa tan hôn chæ moät mình muoái NaCl (ñaát ñen maën, theo Hilgard). Ngoaøi ra, Na+ cuõng deã hoøa tan hôn khi trao ñoåi vôùi caùc nguyeân toá khaùc trong ñaát khoâng coù Na2CO3.

Baûng 2.6: AÛnh höôûng cuûa caùc loaïi muoái Na khaùc nhau leân ñaát Yolo (Kelley vaø Cummins,1921)

Caùc base trong dung dòch (m.e) Theâm 10 m.e. vôùi caùc muoái Ca2+ Mg2+ Na+

Na+ ñöôïc haáp thuï (m.e.)

NaCl 2,2 1,0 7,6 2,4

NaNO3 2,2 1,0 7,1 2,9

Na2CO3 0,3 0,2 5,0 5,0

– AÛnh höôûng cuûa tyû leä Na+ hoøa tan ñeán caùc base hoøa tan >

Khi caùc muoái cuûa Ca2+ hoaëc Ca2+ vaø Mg2+ hay Na+ tích tuï trong ñaát thì söï trao ñoåi base cuõng dieãn ra khaùc haún.

Baûng 2.7: AÛnh höôûng cuûa tyû leä giöõa Na:Ca.(Kelley, Brown vaø Liebig, 1940) ñeán khaû naêng haáp phuï Na+

Dung dòch ñöôïc söû duïng Dung dòch ñaát phaûn öùng (m.e./lit)

NaCl CaCl2

Tyû leä Na : Ca

Ca++ Mg++ Na+

Haáp thuï Na+ (m.e./lit)

10,4 0 1 : 1 2,22 1,13 7,74 2,66

10,4 10,4 9,30 2,98 9,40 1,30

20,8 0 2 : 1 3,63 1,70 15,40 5,40

20,8 10,4 10,70 3,40 18,30 2,50

41,6 0 4 : 1 5,75 2,64 34,60 7,00

41,6 10,4 12,45 3,80 36,54 5,06

– AÛnh höôûng cuûa muoái Na leân CaCO3

Caùc phaûn öùng hoùa hoïc, ngoaïi tröø quaù trình trao ñoåi base, cuõng dieãn ra do keát quaû cuûa quaù trình tích tuï caùc muoái hoøa tan trong ñaát maën. Caùc

71

phaûn öùng giöõa caùc muoái cuûa Na vaø CaCO3 laïi coù taàm quan troïng hôn, CaCO3 hoøa tan trong muoái trung tính nhieàu hôn laø trong nöôùc caát do aûnh höôûng cuûa moät phaàn aùp löïc cuûa CO2. CO2 coù maët trong khoâng khí, reã thöïc vaät vaø vi sinh vaät trong ñaát thaûi CO2 trong quaù trình soáng vaø ñoä aåm ñaát luoân chöùa CO2 hoøa tan.

Caùc nhaø nghieân cöùu ñaõ cho thaáy khaû naêng hoøa tan cuûa CaCO3 khi coù maët cuûa muoái Na2SO4, NaCl seõ nhanh choáng ñaït baõo hoøa nhöng laïi khoâng cao laém. Cummins (1926) chöùng minh raèng, khaû naêng hoøa tan cuûa CaCO3 trong caùc muoái NaCl hay Na2SO4 yeáu ñi neáu theâm vaøo dung dòch ñoù moät muoái Ca hoøa tan hay Na2CO3. Coøn Ca2+ ñöôïc sinh ra nhôø söï trao ñoåi caùc base vaø coù xu höôùng giaûm löôïng CaCO3 hoøa tan khi maø Na2CO3 laø moät thaønh phaàn cuûa caùc muoái tích tuï, löôïng CaCO3 hoøa tan coù theå bieán maát. Do ñoù maø ñieàu naøy gaây ra tranh luaän veà taùc duïng cuûa caùc daïng Na2CO3.

– AÛnh höôûng cuûa Na+ leân vi sinh vaät

Sinh vaät ñaát coù theå chòu aûnh höôûng bôûi söï tích tuï muoái. Lipmen (1912) chöùng minh raèng, theâm moät löôïng 0,20% NaCl hay Na2SO4 seõ laøm giaûm quaù trình amon hoùa cuûa mao maïch trong ñaát caùt. Neáu hôn 10%, thì quaù trình amon hoùa haàu nhö bò öùc cheá hoaøn toaøn. Maët khaùc, khi theâm Na2CO3 vaøo seõ thuùc ñaåy quaù trình amon hoùa leân ñeán noàng ñoä 0,1%. Greazes (1916), cuõng ñöa ra keát quaû töông töï vôùi moät loaïi ñaát ôû Logan, Ultah. Ngöôïc laïi, caùc nghieân cöùu khaùc veà aûnh höôûng leân quaù trình amon hoùa (Lipmen, 1912b) cho thaáy, 0,10% NaCl vaø 0,20% Na2SO4 laøm thuùc ñaåy quaù trình nitrate hoùa, nhöng Na2CO3 coù tính ñoäc cao hôn ñoái vôùi ñaát ngay caû vôùi noàng ñoä thaáp (0,05%).

Lipmen vaø Sharp (1912) cho raèng, NaCl ôû noàng ñoä döôùi 0,5% gaây aûnh höôûng ñeán quaù trình coá ñònh ñaïm cuûa caùc vi khuaån noát saàn, coøn Na2SO4 thì theå hieän tính ñoäc ôû noàng ñoä 1,20%. NaCl ôû noàng ñoä 0,5% ñöôïc ghi nhaän laø ñoäc. Na2CO3 ôû noàng ñoä ≤ 0,40% thì quaù trình coá ñònh ñaïm ñöôïc thuùc ñaåy nhanh hôn moät ít, ôû noàng ñoä 0,50% Na2CO3 thì söï coá ñònh ñaïm thaät söï ñöôïc ñaåy maïnh. Greaves vaø Lund (1921) cuøng Greaves (1912) thaûo luaän veà aûnh höôûng cuûa caùc cation vaø anion leân hoaït ñoäng vi sinh trong ñaát vaø trong moái lieân quan vôùi aùp löïc thaåm thaáu cuûa dung dòch. Caùc muoái ban ñaàu trong ñaát maën ôû noàng ñoä thaáp thöôøng laø khoâng ñoäc. Thöïc teá thì quaù trình amon hoùa vaø nitrate hoùa coù theå bò ñoàng hoùa. Nhöng

72

ôû giôùi haïn ñoäc coù moät söï töông quan maät thieát giöõa ñoäc tính vaø aùp suaát thaåm thaáu. ÔÛ aùp suaát thaåm thaáu laø 15 atm, quaù trình amon hoùa giaûm xuoáng gaàn moät nöûa so vôùi ñaát khoâng maën.

b) Caùc nguyeân nhaân cuûa quaù trình maën hoùa

Bay hôi: Caùc muoái hoøa tan tích luõy ôû nhöõng nôi maø quaù trình bay hôi troäi hôn quaù trình keát tuûa. Ñoù laø nôi taäp trung nöôùc töø nôi khaùc ñoå veà vaø nöôùc boác hôi töø loøng ñaát leân, hay quaù trình nöôùc ngaàm maën ñi leân beà maët ñaát baèng mao daãn keát hôïp vôùi caùc muoái tan treân maët ñaát.

Nöôùc töôùi maën: khi söû duïng nöôùc maën ñeå töôùi, caùc ion Ca2+, Mg2+ bò giöõ laïi trong ñaát daïng keát tuûa CO3

2-, coøn Na+ thì bò giöõ laïi ôû daïng dung dòch hay daïng haáp phuï.

2.5.3. Töông taùc giöõa ñaát maën vaø söï phaùt trieån cuûa caây troàng

+ Thöïc vaät chæ thò

Thöïc vaät töï nhieân chæ thò cho ñaát maën cuõng deã nhaän bieát. Maëc duø coù moät vaøi loaøi, qua quan saùt cho thaáy, coù theå soáng ñöôïc treân ñaát maën laãn ñaát khoâng maën, moät soá loaøi coù khaû naêng chòu maën raát cao; tuy nhieân, ña soá thöïc vaät laïi khoâng thích hôïp vôùi ñaát maën.

Söï phaân boá vaø phaùt trieån cuûa caùc loaøi thöïc vaät öa maën chòu taùc ñoäng cuûa khí haäu vaø ñieàu kieän ñaát ñai. ÔÛ California, loaøi chòu maën toát laø frankenia grandi folia (campestris), ñöôïc thaáy raát nhieàu treân loaïi ñaát maën ñen cuûa thung luõng Joaquin. Trong khi ñoù, caây goã daàu thì döôøng nhö khoâng coù maët taïi thung luõng naøy maø laïi thaáy raát nhieàu vaø phaùt trieån maõnh lieät treân ñaát maën ñen ôû phía taây Great Basin cuûa vuøng nuùi Sierra (Desgmond, 1967) coù ñoä cao khoaûng 200-300m vaø coù muøa ñoâng quanh naêm, nhieät ñoä thaáp hôn nhieät ñoä ñoùng baêng raát nhieàu. Thöïc teá laø caùc loaøi thöïc vaät treân ñaát maën tieáp tuïc gia taêng sinh khoái trong khi caùc loaøi thöïc vaät treân ñaát khoâng maën thì laïi bò maát sinh khoái vaøo luùc thôøi tieát noùng böùc. ÔÛ Vieät Nam, thöïc vaät choáng chòu maën gioûi nhaát laø caùc loaøi caây röøng ngaäp maën nhö maém, baàn, ñöôùc, veït, suù, giaø, chaø laø, oâroâ, coùc keøn maùi daàm vaø cuoái cuøng laø döøa nöôùc vaø moät soá loaøi coû nöôùc maën... Wadleigh (1984) cho raèng, söï maát sinh khoái trong ñieàu kieän khí haäu noùng laø do söï ngöng tuï quaù möùc, neáu ñieàu naøy ñuùng thì khuynh höôùng seõ laø: muoái hoøa tan giaûm söï ngöng tuï trong caùc loaøi thöïc vaät naøy.

73

Nhö vaäy, roõ raøng laø moät hay nhieàu yeáu toá khí haäu (nhieät ñoä, aùnh saùng, ñoä aåm) ñeàu coù aûnh höôûng leân sinh lyù thöïc vaät döôùi taùc ñoâïng cuûa muoái. Theo Hilgard, phaàn lôùn thöïc vaät chòu maën töï nhieân phaùt trieån vaø chòu haïn moät caùch maõnh lieät, nhaèm kìm haõm söï vaän chuyeån vaø giaûi phoùng nöôùc ra khoûi cô theå cuûa chuùng.

+ Taùc ñoäng cuûa muoái hoøa tan - AÙp suaát thaåm thaáu: khi taêng theâm moät löôïng muoái hoøa tan vaøo

dung dòch laøm taêng aùp suaát thaåm thaáu cuûa noù. Sinh tröôûng cuûa thöïc vaät treân ñaát maën coù theå gaëp khoù khaên trong vieäc thoûa maõn nhu caàu veà nöôùc cuûa chuùng. Tính chòu haïn cuûa sinh vaät chòu maën ñoái vôùi ñaát maën, quaù trình haáp thuï nöôùc cuûa thöïc vaät bò kìm haõm ôû noàng ñoä 0,5% muoái hoøa tan vaø khi ôû noàng ñoä 3,0% muoái hoøa tan thì vieäc haáp thuï nöôùc cuûa thöïc vaät keát thuùc. AÛnh höôûng thaåm thaáu chuû yeáu coù khaû naêng phaûn öùng ñoái vôùi söï kìm haõm toác ñoä taêng tröôûng cuûa thöïc vaät treân vuøng ñaát maën. So saùnh noàng ñoä thaåm thaáu cuûa muoái ñoái vôùi toác ñoä taêng tröôûng cho thaáy, aùp suaát cuûa caây coù töông quan gaàn vôùi aùp suaát thaåm thaáu cuûa dung dòch ñaát.

NaCl, Na2SO4 cuõng cho cuøng moät keát quaû, khi coù söï pha loaõng tuyeät ñoái thì hoaït ñoäng cuûa Na2SO4 seõ yeáu hôn so vôùi NaCl. Nhö vaäy, nhu caàu aùp suaát thaåm thaáu cuûa Na2SO4 lôùn hôn so vôùi NaCl. Trong dung dòch, reã thöïc vaät chöùa nhieàu noàng ñoä anion khaùc nhau ñoái vôùi Cl- vaø SO4

2-. Nhö vaäy, aùp suaát thaåm thaáu cuûa thöïc vaät raát quan troïng trong ñaát maën. Bôûi vì noù lieân quan ñeán tính chòu ñoäc maën cuûa caây.

- Taùc ñoäng cuûa chloride

Cl- vöøa coù lôïi vaø vöøa coù haïi cho caây, tuy nhieân, haïi nhieàu hôn lôïi.

Khi Cl- ôû noàng ñoä thaáp thì nhieàu loaøi caây aên quaû bò giaûm naêng suaát. Do ñoù, vai troø cuûa Cl- trong ñaát maën vaø nöôùc töôùi laø quan troïng. ÔÛ nhieàu vuøng khaùc nhau thì Cl- tích luõy trong nhieàu loaïi thöïc vaät khaùc nhau. Thöôøng caùc loaïi cam, quyùt raát nhaïy caûm vôùi Cl-. Theo Kelley vaø Thomas (1920), chæ vaøi traêm ppm Cl- trong ñaát laø coù theå gaây uùa sau ñoù khoâ laù ôû caây cam, quyùt. Chu trình naøy coù theå tieáp dieãn trong nhieàu naêm maø khoâng laøm cho caây cheát. Ñaây laø hieän töôïng chaùy laù do chloride, ñieàu naøy ñöôïc chöùng minh khi laù caây cam, quyùt bò chaùy do ñaát tích tuï ôû noàng ñoä vöôït quaù bình thöôøng.

74

Ñoái vôùi aûnh höôûng cuûa muoái NaCl, thöôøng muoái naøy gaây ra beänh ôû caây maø khoâng coù trieäu chöùng roõ raøng laøm cho toác ñoä phaùt trieån cuûa caây khoâng bình thöôøng.

2.5.4. Bieän phaùp caûi taïo ñaát maën

AÛnh höôûng cuûa ñaát maën baûn chaát chính laø aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong ñaát

Ñeå haïn cheá ñoäc chaát trong vuøng ñaát bò maën, vieäc bao ñeâ, ngaên maën traøn vaøo ñoàng ruoäng, ñoâi khi, coù theå laø moät sai laàm vì chuùng ta laøm maát ñi sinh thaùi ñaëc tröng cuûa röøng ngaäp maën ven bieån.

Beân caïnh ñoù, ta coù theå thöïc hieän chöông trình caûi taïo ñaát maën thaønh ñaát troàng troït toát cho naêng suaát cao khoâng keùm caùc loaïi ñaát bình thöôøng khaùc. Tuøy theo ñieàu kieän thuûy vaên, thuûy ñòa chaát, tuøy theo ñoä maën vaø hoùa, lyù tính cuûa töøng loaïi cuï theå maø coù theå phaân chia ñaát maën theo caùc möùc ñoä caûi taïo nhö sau:

• Thaønh ñoàng coû chaên nuoâi gia suùc baèng caùch gieo caùc loaïi haït coû chòu maën coù giaù trò laøm thöùc aên gia suùc .

• Baèng bieän phaùp kyõ thuaät canh taùc: caøy saâu khoâng laät, xôùi ñaát nhieàu laàn, caét ñöùt mao quaûn, laøm cho muoái khoâng theå boác leân maët.

• Baèng bieän phaùp troàng gioáng luùa chòu maën hoaëc caây chòu maën gioûi nhö coùi, laùc, röøng ngaäp maën.

• Baèng caùch aùp duïng toång hôïp nhieàu bieän phaùp. Ñieàu naøy ñaëc bieät thích hôïp vôùi loaïi ñaát maën khoù caûi taïo (ñaát kieàm maën coù ñoä thaám nöôùc keùm, möïc nöôùc ngaàm noâng). Caùc bieän phaùp caûi taïo keát hôïp ñoù laø:

+ Bieän phaùp thuûy lôïi: röûa maën, loaïi tröø muoái tan trong ñaát, haï nöôùc ngaàm vaø tieâu nöôùc ngaàm maën.

+ Bieän phaùp noâng lyù: caøy saâu, ñöa CaCO3 vaø CaSO4 ôû caùc lôùp ñaát saâu leân taàng treân maët, caøy phaù ñaùy, laøm tôi xoáp taàng B, san baèng maët ruoäng.

+ Bieän phaùp noâng hoùa: söï hieän dieän cuûa ion Na+ trong dung dòch ñaát laøm xaáu ñi tính chaát hoùa hoïc, lyù hoïc, sinh vaät hoïc cuûa ñaát maën vaø kieàm maën. Do ñoù, ñeå caûi taïo ñaát theo höôùng coù lôïi cho söï phaùt trieån cuûa caây troàng, baèng caùch loaïi boû Na+ trong dung dòch ñaát vaø trong phöùc heä haáp phuï, thay theá Na+ baèng Ca2+ laø raát caàn thieát.

75

+ Bieän phaùp sinh hoïc: xaùc ñònh heä thoáng caây troàng coù khaû naêng chòu maën khaùc nhau, phuø hôïp vôùi töøng giai ñoaïn caûi taïo ñaát, xaùc ñònh heä thoáng kyõ thuaät canh taùc hôïp lyù, ñaûm baûo ñaát khoâng bò taùi nhieãm maën.

• Caûi taïo ñaát maën baèng doøng ñieän: cho doøng ñieän moät chieàu vaøo trong ñaát. Do hieän töôïng ñieän phaân, ngöôøi ta thu ñöôïc caùc anion vaø cation cuûa muoái tan trong ñaát ôû anod vaø catod. Tuy nhieân bieän phaùp naøy ít aùp duïng vì quaù toán keùm

• Söû duïng ñaát maën nuoâi toâm – keát hôïp troàng luùa theo ñuùng kyõ thuaät. Noäi dung bieän phaùp naøy laø theo quan ñieåm: khoâng phaûi ñaát maën naøo cuõng xaáu. Maø vôùi moät ñoä maën thích hôïp (vuøng nöôùc lôï) seõ coù theå nuoâi toâm suù, cua gheï, ñoäng vaät thaân meàm hai maûnh voû. Trong tröôøng hôïp naøy ñoäc chaát maën chæ gaây haïi cho sinh vaät nöôùc ngoït, ngöôïc laïi raát thích hôïp cho sinh vaät nöôùc lôï.

2.6. ÑOÄC CHAÁT NGOAÏI LAI XAÂM NHIEÃM 2.6.1. Nguoàn goác

Nhieàu yeáu toá ngoaïi lai coù theå laøm gia taêng ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát. Nguyeân nhaân laø:

- Do taøn tích thöïc vaät: cô theå sinh vaät, khi cheát ñi naèm trong moâi tröôøng ñaát, seõ phaân huûy taïo muøn cho ñaát. Neáu ñieàu kieän phaân giaûi taïo muøn ít thì khaû naêng chuyeån hoùa thaønh muøn ít, ñoàng thôøi caùc vaät lieäu naøy chuyeån hoùa thaønh nhöõng daïng muøn khoù tieâu vaø gaây chua nhieàu cho ñaát.

- Do chaát thaûi ñoäng vaät cuûa caùc loaïi gia suùc, gia caàm nhö traâu boø, gaø, lôïn,… laø caùc nguyeân toá vi löôïng raát caàn cho caây troàng (N, P, K, Ca) nhöng khi noàng ñoä quaù nhieàu cuõng laïi trôû neân chaát ñoäc vaø gaây ñoäc cho caây troàng.

- Do caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi. Hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi caøng ña daïng thì chaát thaûi vaø oâ nhieãm caøng phöùc taïp, caøng nhieàu. Trong caùc hoaït ñoäng coâng nghieäp, ngöôøi ta ñaõ ñoå vaøo loøng ñaát nhieàu chaát thaûi coâng nghieäp nhö: Hg, Pb, Al, Fe… chaát thaûi töø caùc khu daân cö (raùc sinh hoaït, nöôùc thaûi phoùng xaï) ñaõ goùp phaàn laøm taêng löôïng ñoäc chaát trong ñaát, suy thoaùi moâi tröôøng ñaát.

Ví duï: khí CO laø saûn phaåm cuûa söï ñoát chaùy khoâng hoaøn toaøn (80% laø töø ñoäng cô xe, caùc loø gaïch …), khi tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng ñaát coù theå hoøa tan vaøo khoâng khí ñaát, laøm haïi ñeán ñoäng thöïc vaät trong ñaát.

76

Trong caùc hoaït ñoäng noâng nghieäp caùc chaát thaûi nhö phaân boùn, thuoác tröø saâu, chaát thaûi gia suùc vaø taøn tích röøng, moät maët laøm cho moâi tröôøng ñaát phì nhieâu; maët khaùc, laøm cho moâi tröôøng ñaát trôû neân ñoäc haïi cho thöïc vaät. Ví duï, caùc loaïi phaân N, P, K vôùi haøm löôïng quaù nhieàu seõ laøm chai ñaát. Ñaây laø hieän töôïng ñaát troàng khoâng coøn khaû naêng giöõ laïi caùc chaát muøn cho caây troàng. Phaân ñaïm laø moät loaïi phaân mang hieäu quaû roõ reät nhaát cho naêng suaát caây troàng nhöng cuõng laø moät chaát ñoäc khi söû duïng quaù lieàu. Phaân ñaïm ure chöùa nhieàu NH4

+, khi boùn cho ñaát khoâ noù trôû thaønh NO3-,

caây chæ haáp thuï ñöôïc 30%, phaàn coøn laïi bò röûa troâi theo nöôùc; neáu tích tuï laïi trong nöôùc ngaàm hôn 10% seõ gaây ñoäc haïi, nöôùc bò oâ nhieãm, khoâng duøng ñeå uoáng ñöôïc. Theâm vaøo ñoù, quaù trình nitrate hoùa taïo ra daïng acid HNO3, laøm taêng tính chua cuûa ñaát.

Trong chieán tranh Ñoâng Döông, quaân ñoäi Myõ ñaõ raûi moät löôïng lôùn chaát ñoäc hoùa hoïc xuoáng laõnh thoå Vieät Nam, Laøo, Campuchia. Hai loaïi chaát ñoäc chính söû duïng trong cuoäc chieán tranh naøy (xem theâm chöông sau) bao goàm:

+ Chaát ñoäc söû duïng trong chieán tranh sinh thaùi laø caùc chaát dieät coû ñöôïc raûi vôùi qui moâ lôùn treân toaøn chieán tröôøng Ñoâng Döông vaøo thôøi kyø töø naêm 1961-1971. Thöïc teá vieäc söû duïng chaát ñoäc hoùa hoïc vaãn tieáp dieãn ñeán naêm 1975 ôû qui moâ nhoû hôn.

+ Chaát CS söû duïng laøm maát khaû naêng chieán ñaáu cuûa ñoái phöông

Trong giai ñoaïn töø 1966-1970, chaát ñoäc maøu da cam ñöôïc söû duïng chính laø ñeå thay theá taát caû caùc hoùa chaát khaùc ñaõ duøng töø tröôùc. Chaát naøy laø hoãn hôïp cuûa 2,4-D; 2, 4, 5-T vaø taïp chaát 2, 3, 7, 8 -TCDD goïi taét laø dioxin.

Theo Arthur P. Westing, öôùc tính 44.300m3 chaát da cam chöùa khoaûng 170kg dioxin ñöôïc raûi xuoáng laõnh thoå Vieät Nam vaø moät phaàn laõnh thoå Laøo, Campuchia, trong ñoù khoaûng 43% laø raûi xuoáng vuøng röøng nuùi vaø 44% xuoáng nhöõng vuøng ñaát canh taùc.

Vôùi 170kg dioxin, theo tính toaùn cuûa Westing thì löôïng dioxin toàn löu taïi Vieät Nam laø:

- 8 kg vaøo naêm 1980

- 3 kg vaøo naêm 1985

- 1 kg vaøo naêm 1990

77

Chính söï beàn vöõng cuûa caùc chaát ñoäc hoùa hoïc (ñaëc bieät laø dioxin) ñaõ ñeå laïi haäu quaû xaáu, laâu daøi ñoái vôùùi con ngöôøi vaø ñoäng thöïc vaät.

2.6.2. Söï nhieãm caùc ñoäc chaát phoùng xaï trong ñaát

Nguoàn goác:

- Trong thaønh phaàn ñaát coù saün chaát phoùng xaï

- Chaát thaûi töø caùc nhaø maùy coâng nghieäp

- Söï coá töø caùc nhaø maùy ñieän haït nhaân

- Thöû vuõ khí haït nhaân.

Plutonium (Pu), uranium (U), americium (Am), neptunium (Ap), curium (Cm) vaø cesium (Ce) laø nhöõng nguyeân toá coù trong caùc chaát thaûi phoùng xaï.

Haït nhaân cuûa caùc chaát phoùng xaï coù trong chaát thaûi coù ñoä hoøa tan thay ñoåi raát lôùn. Hôïp chaát uranium thì hoaøn toaøn hoøa tan trong thaønh phaàn cuûa plutonium vaø americium. Ñieàu naøy laøm cho con ñöôøng lan truyeàn cuûa caùc chaát phoùng xaï töø ñaát vaøo nöôùc deã daøng hôn vaø gaây haïi nghieâm troïng ñoái vôùi söùc khoûe cuûa sinh vaät, nhaát laø con ngöôøi vaø caây troàng. Vôùi moät ñaëc tính bieán ñoåi trong vieäc haáp thuï caùc chaát phoùng xaï töø ñaát, caây haáp thuï Pu thaáp nhaát, trung bình ñoái vôùi Am vaø Cm, nhöng ñoái vôùi Np thì khaù cao. Traùi caây vaø quaû, haït thì haáp thuï caùc chaát naøy ít hôn laù.

Ngoaøi ra, moâi tröôøng ñaát coù khaû naêng haáp thuï ñoái vôùi caùc nguyeân toá phoùng xaï. Ví duï: Cs ñöôïc ñaát haáp thuï lôùn hôn Sr. Caùc thöïc vaät baäc thaáp nhö naám, ñòa y soáng treân moâi tröôøng ñaát nhieãm xaï tích tuï Cs trong cô theå chuùng; ñeán löôït ñoäng vaät vaø ngöôøi aên phaûi noù seõ tích tuï trong cô theå gaây ngoä ñoäc hoaëc ung thö. Khaû naêng toàn löu cuûa caùc chaát phoùng xaï coù theå keùo daøi ñeán 50 naêm hoaëc khoâng theå khoâi phuïc trôû laïi moâi tröôøng ñaát trong saïch khi löôïng phoùng xaï trong ñaát quaù cao.

Caùc chaát phoùng xaï C14 sinh ra töø phaûn öùng cuûa hôïp chaát nitô vôùi taùc duïng cuûa caùc neutron leân caùc proton, töø caùc vuï noå bom H vaø vôùi taùc duïng böùc xaï cuûa vuõ truï. Chaát naøy xaâm nhaäp vaøo trong moâi tröôøng ñaát thaäm chí vaøo caùc thöïc vaät, ñoäng vaät trong caùc chu trình carbon.

Ngoaøi ra, Radon cuõng laø moät chaát phoùng xaï töï nhieân, coù saún trong caùc lôùp ñaát ñaù neàn. Noù coù khaû naêng len loûi qua caùc khe hôû xaâm nhaäp vaø gaây ñoäc. Tuy nhieân, möùc ñoä taùc haïi cuûa chuùng chöa lôùn. Ñaùng keå hôn,

78

coøn coù chaát phoùng xaï töï nhieân Sr90 xaâm nhaäp vaøo trong moâi tröôøng ñaát; do khaû naêng haáp phuï lyù hoïc maïnh cuûa noù ôû beân ngoaøi haït ñaát. Vuï ngoä ñoäc Cs noåi tieáng cuûa ngöôøi ôû Laponic (Thuïy Ñieån) ñaõ thaáy, Cs tích tuï trong cô theå ngöôøi cao gaáp 10 laàn so vôùi ngöôøi bình thöôøng, bôûi vì hoï ñaõ aên phaûi thòt tuaàn loäc maø chuùng ñaõ aên thöïc vaät coù nhieãm Cs trong ñaát). Ñaëc bieät caàn chuù yù caùc chaát phoùng xaï trong vuï noå haït nhaân, roø ræ cuûa nhaø maùy haït nhaân, töø caùc trung taâm nghieân cöùu ñaõ gaây haïi moâi tröôøng ñaát. Haäu quaû cuûa vuï noå nhaø maùy ñieän haït nhaân Trecnobil cho ñeán nay noàng ñoä phoùng xaï trong ñaát vaãn cao gaáp 50 laàn cho pheùp.

Caùc nghieân cöùu veà caùc vuï noå haït nhaân ôû Baéc baùn caàu trong nhöõng naêm qua cho bieát noù ñaõ ñaït tôùi 1030 laàn löôïng chaát phoùng xaï töï nhieân, gaây oâ nhieãm moâi tröôøng, tröôùc heát laø oâ nhieãm moâi tröôøng ñaát.

2.6.3. Nhieãm daàu trong ñaát

Taùc ñoäng veà moâi tröôøng cuûa vieäc thaêm doø khai thaùc vaø vaän chuyeån daàu laø moät trong nhöõng haäu quaû taát yeáu cuûa söï phaùt trieån kinh teá cuûa xaõ hoäi trong thôøi ñaïi coâng nghieäp hoùa. Daàu thoâ laøm oâ nhieãm söï soáng treân traùi ñaát, döôùi nöôùc, lan truyeàn daàu treân maët nöôùc vaø laøm nhieãm daàu trong ñaát, taát caû ñeàu gaây caùc taùc haïi nghieâm troïng ñeán moâi tröôøng.

a) Baûn chaát cuûa vieäc oâ nhieãm daàu trong ñaát

OÂ nhieãm daàu seõ laøm giaûm hieäu quaû traïng thaùi ñaát, haïi vi sinh vaät, thöïc vaät, ñoäng vaät trong ñaát vaø treân ñaát. Schwingdinger (1968) cho bieát, haøm löôïng daàu vöôït quaù 3% trôû neân cöïc kyø coù haïi ñeán sinh vaät ñaát vaø phaùt trieån muøa vuï. Caùc tröôøng hôïp nhieãm ñoäc daàu luoân laøm haïi söï phaùt trieån cuûa muøa maøng.

b) Caùc taùc ñoäng cuûa ñoäc chaát kim loaïi naëng töø oâ nhieãm daàu

John M. Stark, Edward, Fredennte (1984) nghieân cöùu veà moái nguy hieåm cuûa moâi tröôøng coù söï taäp trung nhöõng ñoäc chaát kim loaïi naëng (Ar, B, Cu, F, Mo, Se) ôû noàng ñoä cao ñoái vôùi söï phaùt trieån cuûa caây treân loâ thí nghieäm taøn tích cuûa ñaát bò nhieãm daàu (sau khi chöng caát, saáy daàu theo chu trình sinh hoïc). Moái nguy haïi taïo ra töø quaù trình chuyeån hoùa daàu laø nguyeân nhaân gaây ra söï oâ nhieãm trong ñaát (Schmehl vaø McCashin, 1973; Reente et al, 1980). Nhöõng ñoäc chaát kim loaïi naëng di chuyeån ra khoûi lôùp ñaù vaø laøm baån ñaát söû duïng, ngaên caûn söï phaùt trieån vaø sinh saûn cuûa caây. Quaù trình thaám daâng leân theo mao daãn, khueách taùn ôû daïng hôi daãn ñeán söï

79

phaân boá laïi cuûa muoái vaø nguyeân toá kim loaïi naëng trong thaønh phaàn phaãu dieän cuûa ñaát (Klem et al, 1981). Nhöõng caây phaùt trieån treân nhöõng vò trí coù daàu chuyeån hoùa coù theå haáp thuï nhöõng nguyeân toá kim loaïi naëng, haáp phuï treân taùn laù vaø traû chuùng laïi treân lôùp ñaát maët khi cheát ñi.

Söï vaän chuyeån cuûa caùc kim loaïi naëng leân lôùp ñaát maëït bôûi thöïc vaät hieän dieän ôû moät möùc ñoä lôùn theo caùch haáp thuï xaûy ra ôû choã tieáp xuùc cuûa ñaát vaø heä reã trong taàng canh taùc. Tuy nhieân, möùc ñoä cao nhaát cuûa söï vaän chuyeån xuaát hieän vôùi töông quan thaáp laø nhöõng thöïc vaät phaùt trieån treân chaát nhieãm daàu, thöôøng chöùa noàng ñoä cao cuûa Mo laø nguyeân nhaân cuûa beänh molipden ñoái vôùi ñoäng vaät nhai laïi (Kilkelly Lindsay, 1982, Schward et al, 1983).

- AÛnh höôûng cuûa daàu leân söï naûy maàm

Daàu thoâ laøm chaäm vaø giaûm tyû leä naûy maàm. Moät soá nghieân cöùu ôû AÁn ñoä cho thaáy, troàng troït treân ñaát oâ nhieãm daàu maø khoâng boùn theâm chaát dinh döôõng ñaõ laøm tyû leä naûy maàm thaáp nhaát (37%) so vôùi caây troàng treân ñaát khoâng bò oâ nhieãm (70%) trong thôøi gian gioáng nhau.

- AÛnh höôûng cuûa daàu leân söï phaùt trieån

OÂ nhieãm daàu coù söï töông quan chaët cheõ vôùi taát caû nhöõng thoâng soá phaùt trieån. Söï khaùc nhau veà chæ tieâu chieàu cao cuûa caây giöõa nhöõng loaïi ñaát khoâng oâ nhieãm vaø ñaát oâ nhieãm daàu khoâng boå sung chaát dinh döôõng, khaùc nhau töø 24 - 41%.

- AÛnh höôûng cuûa daàu ñeán sinh khoái

Kieåm tra veà töông quan chæ ra raèng, vieäc xöû lyù oâ nhieãm laø quan troïng. Thoáng keâ möùc ñoä oâ nhieãm quan heä ngöôïc laïi vôùi sinh khoái khoâ. Ñoù laø aûnh höôûng ñoäc haïi leân quaù trình sinh tröôûng bôûi toång hôïp caùc nhaân toá: caùc hoaït chaát ñoäc haïi laãn tính chaát lyù - hoùa cuûa ñaát vaø caùc hôïp chaát sinh hoïc vaø cuøng vôùi caùc ñoäc chaát kim loaïi naëng khoâng caàn thieát cho söï soáng cuûa caây.

- AÛnh höôûng cuûa daàu leân vaän chuyeån dinh döôõng

Xöû lyù oâ nhieãm daàu ñaõ ñöôïc trình baøy töông quan vôùi noàng ñoä chaát dinh döôõng trong caây.

Quan heä giöõa xöû lyù daàu vaø thaønh phaàn dinh döôõng laø moät chæ soá caàn quan taâm. Trong moät nghieân cöùu, maëc duø ñaát ñaõ ñöôïc caûi taïo laïi vôùi vieäc boùn theâm dinh döôõng boå sung, tính ñoäc cuûa Mn trong ñaát bò nhieãm daàu

80

vaãn laø nguyeân nhaân chính laøm giaûm muøa vuï. Hôn theá nöõa, nhöõng thöïc vaät phaùt trieån treân nhöõng oâ ñaát thí nghieäm coù daàu chuyeån hoùa thöôøng coù noàng ñoä Mo ñuû cao ñeå laø nguyeân nhaân cuûa beänh molipden cuûa ñoäng vaät nhai laïi ôû nôi bò traày da.

c) Taùc ñoäng cuûa daàu trong ñaát

Söï tích ñoïng cuûa nhöõng chaát oâ nhieãm daàu trong ñaát chuû yeáu kìm haõm quaù trình vaän chuyeån, bay hôi vaø phaân huûy sinh hoïc, quaù trình ôû laïi vaø löu chuyeån ñöôïc bieát khi nhieân lieäu ñoäng cô bò roø ræ töø nhöõng thuøng chöùa vaø chaûy traøn vaøo trong ñaát. Taùc ñoäng cuûa troïng löïc keùo caùc chaát loûng theo chieàu ñi xuoáng, ngöôïc laïi vôùi löïc giöõ laïi do löïc haáp phuï phaân töû vaø löïc lieân keát trong thaønh oáng mao daãn; neân, noù hoaëc laø seõ haáp thuï treân haït khoaùng hoaëc naèm trong loã hoång caáu truùc cuûa ñaát. Daàu laø chaát khoù bò phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät soáng trong ñaát. Tuy nhieân, ñaát laïi laø moâi tröôøng khoâng theå pha loaõng caùc chaát thaûi maø ngöôïc laïi caùc chaát naøy tích luõy laâu daøi trong ñaát. Cho neân, daàu coù taùc haïi laâu daøi ñoái vôùi moâi tröôøng ñaát. ÔÛ nhöõng khu ñaát bò nhieãm daàu, caùc tinh theå daàu seõ che laáp caùc khe hôû vaø mao quaûn cuûa ñaát, laøm taéc caùc ñöôøng daãn nöôùc trong ñaát daãn ñeán söï caèn coãi cuûa ñaát trong khu vöïc. Vì nguyeân nhaân naøy maø caùc vi sinh vaät trong ñaát khoâng coù khaû naêng toàn taïi vaø phaùt trieån do daàu ngaên caûn khaû naêng hoâ haáp vaø phaù huûy nguoàn cung caáp thöùc aên cho caùc vi sinh vaät trong ñaát. Ñaát bò nhieãm daàu gaây ra hieän töôïng caây bò heùo vaø ruïng laù, phaùt trieån chaäm vaø nghieâm troïng hôn laø daãn ñeán cheát caây.

d) AÛnh höôûng cuûa daàu ñoái vôùi ñoäng vaät hoang daõ

Caùc ñieàu tra cuûa Hoäi ñoâïng vaät hoang daõ theá giôùi (WAS) ñaõ cho bieát raèng: oâ nhieãm ñoäc haïi töø ñaát bò nhieãm baån daàu taùc ñoäng leân caùc loaøi ñoäng vaät hoang daõ ñaõ trôû thaønh vaán ñeà baùo ñoäng trong nhöõng naêm gaàn ñaây.

- AÛnh höôûng ñoái vôùi chim

Ngaøy nay, oâ nhieãm daàu trong ñaát vaø treân ñaát ñaõ trôû neân phoå bieán khaép nôi. Ñieàu ñoù gaây haïi cho haàu heát caùc loaøi chim kieám aên trong vuøng: vaïc, seáu, vòt trôøi, ñaø ñieåu… ñaëc bieät laø nhöõng loaøi chim kieám aên, sinh soáng baùm vaøo ñaát vaø buøn.

e) Bieän phaùp khaéc phuïc

Khaéc phuïc oâ nhieãm daàu trong ñaát coù nhieàu caùch:

81

- Caøy xôùi leân vaø xöû lyù taàng ñaát oâ nhieãm ñeå noù tieáp xuùc vôùi khoâng khí laøm cho daàu bay hôi hay vi sinh vaät phaân huûy.

- Xöû lyù ñaát baèng hoùa chaát

- Troàng caây öa daàu, coù khaû naêng chòu ñöôïc noàng ñoä daàu (xem theâm “Sinh thaùi moâi tröôøng öùng duïng” cuûa Leâ Huy Baù, NXB KH&KT, 2000)

- Thí nghieäm caùc caùch khaùc nhau, choïn ra moät phöông phaùp thích hôïp

- Boùc lôùp ñaát bò oâ nhieãm daàu (neáu moûng thì ñöa ñi xöû lyù)

- Taïo cho ñaát khaû naêng töï laøm saïch, hoaëc baèng tieáp xuùc khoâng khí hoaëc vi sinh vaät, hoaëc baèng röûa troâi, chuyeån hoùa töï nhieân.

2.7. CAÙC CHAÁT ÑOÂÏC SINH RA TÖØ QUAÙ TRÌNH TÍCH LUÕY PHAÂN BOÙN VAØ THUOÁC BAÛO VEÄ THÖÏC VAÄT

Caùc chaát thaûi sinh ra töø quaù trình söû duïng hoùa chaát trong noâng nghieäp nhö phaân boùn, thuoác tröø saâu, thuoác dieät coû laøm cho moâi tröôøng ñaát bò nhieãm ñoäc do söï toàn dö cuûa chuùng trong ñaát quaù cao vaø tích luõy trong caây troàng.

Tuy moät soá loaïi thuoác dieät coû, tröø saâu beänh hieän ñang ñöôïc söû duïng coù theå bò phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät nhöng noù cuõng coù theå bieán thaønh moät soá saûn phaåm trô cuoái cuøng nhö: DDT, lindane, andkin vaø diedrin. Nhöõng caën baõ hay chaát dö thöøa cuûa caùc loaïi chaát dieät coû, thuoác baûo veä thöïc vaät thöôøng beàn vöõng hay tích luõy vaøo caùc caáu töû nhö caùc chaát khoaùng, chaát höõu cô. Chuùng coù theå laøm hö haïi caø roát, khoai taây, khoai lang. Thuoác tröø saâu coøn gaây ñoäc cho coân truøng coù lôïi noùi chung vaø keùo daøi sau 5 naêm duøng thuoác tröø saâu ñeå xöû lyù saâu haïi.

Thuoác BVTV, goàm nhieàu nhoùm khaùc nhau, nhöng chuû yeáu laø ba nhoùm:

+ Nhoùm höõu cô: beàn vöõng trong moâi tröôøng töï nhieân vaø coù thôøi gian baùn phaân huûy daøi. Ví duï: DDT coù thôøi gian baùn phaân huûy laø 20 naêm. Khi ñi vaøo cô theå thöïc vaät, chuùng ñöôïc tích luõy vaø ít ñöôïc ñaøo thaûi ra ngoaøi.

+ Nhoùm voâ cô (parathion, nalathion): coù thôøi gian baùn phaân huûy nhanh hôn so vôùi nhoùm treân, song thöôøng coù ñoä ñoäc cao hôn ñoái vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät.

82

+ Nhoùm cacbamat (metylizoxinat hoaëc Mie CH3NCO): ít beàn vöõng hôn trong moâi tröôøng töï nhieân, nhöng cuõng coù ñoäc tính cao ñoái vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät.

Khi söû duïng thuoác BVTV thì moät phaàn seõ troâi vaøo ñaát vaø nöôùc. Trong ñaát, caùc vi sinh vaät coù ích (phaân huûy chaát thaûi, chaát höõu cô, chuyeån hoùa nguyeân toá dinh döôõng…) ñeàu bò haïi vì thuoác BVTV vaø laøm giaûm ñoä phì nhieâu cuûa ñaát.

Thuoác BVTV coù thôøi gian phaân huûy daøi neân daàn daàn seõ tích tuï laïi trong ñaát moät löôïng ñaùng keå gaây haïi ñeán sinh vaät theo con ñöôøng ñaát - caây - ñoäng vaät - ngöôøi.

2.8. ÑOÄC CHAÁT TÖØ MÖA ACID

Möa acid laø möa maø trong thaønh phaàn cuûa noù chöùa nhieàu acid do söï hieän dieän cuûa caùc chaát gaây oâ nhieãm (SOx, NOx), trong khoâng khí caùc chaát naøy seõ chuyeån thaønh H2SO4 hoaëc acid HNO3.

Khi möa rôi vaø thaám vaøo ñaát, noù phaûn öùng vôùi caùc thaønh phaàn khoaùng trong ñaát, caùc chaát höõu cô vaø sinh thöïc vaät, laøm taêng möùc ñoä acid cuûa ñaát, laøm cho caùc ion, hôïp chaát ñoäc deã daøng ñöôïc hình thaønh. Taùc ñoäng tröïc tieáp cuûa möa acid laø caùc acid trong möa seõ taùc haïi tröïc tieáp caây coái, coâng trình nhaø cöûa.

2.9. ÑOÄC CHAÁT TÖØ CHAÁT THAÛI COÂNG NGHIEÄP Caùc chaát thaûi töø coâng nghieäp hoùa chaát coù theå sinh ra nhöõng ñoäc chaát

khoâng phaân huûy trong moâi tröôøng ñaát: Pb, Hg, nhöõng hôïp chaát cuûa muoái töø acid arsenic keát hôïp vôùi nhau trong ñaát taïo thaønh nhöõng chaát caën laéng beàn vöõng vaø tích luõy trong moâi tröôøng. Chaát thaûi coù nguoàn goác töø Al2O3 (48 - 49%), Fe2O3 (20 - 21%), SiO2 (2 - 5%) coù aûnh höôûng xaáu ñeán moâi tröôøng ñaát khu vöïc xung quanh, gaây neân söï thoaùi hoùa cuûa ñaát, giaûm noàng ñoä caùc chaát höõu cô, giaûm ñoä phì nhieâu cuûa ñaát, laøm aûnh höôûng xaáu ñeán heä thöïc vaät, giaûm naêng suaát caây troàng.

Söï nhieãm caùc ñoäc chaát ngoaïi lai khoâng nhöõng bôûi caùc loaïi chaát thaûi ñöôïc thaûi tröïc tieáp vaøo trong moâi tröôøng ñaát maø coøn bò oâ nhieãm thoâng qua doøng nöôùc, gioù, möa mang caùc chaát thaûi ñi vaøo moâi tröôøng ñaát. Khaû naêng lan truyeàn oâ nhieãm theo doøng nöôùc thöôøng taêng gaáp nhieàu laàn so vôùi nhöõng lan truyeàn khaùc.

83

2.10. CAÙC CHAÁT ÑOÄC KIM LOAÏI NAËNG TRONG ÑAÁT (xem theâm Chöông 5)

Kim loaïi naëng (KLN) ñöôïc quan taâm nhieàu ôû choã chuùng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong moät soá hoaït ñoäng coâng nghieäp treân haàu heát caùc quoác gia. Maët khaùc, chuùng coù theå ñöôïc coi laø nhöõng yeáu toá vi löôïng caàn thieát cho caây troàng vaø suùc vaät. Tuy nhieân, chuùng cuõng ñöôïc coi laø chaát ñoäc cho moâi tröôøng sinh thaùi neáu chuùng toàn taïi ôû noàng ñoä vöôït quaù möùc nhu caàu söû duïng cuûa sinh vaät. Hieän nay, KLN trong ñaát ñaõ ñöôïc quan taâm hôn bôûi söï phaùt trieån cuûa khoa hoïc vaø vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng ñaát ñaõ baét ñaàu ñöôïc coi troïng.

- Caùc nguyeân toá KLN ñöôïc goïi laø vi löôïng khi ôû noàng ñoä thaáp vaø vöøa phaûi thì noù coù taùc duïng kích thích söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa thöïc vaät. Tuy nhieân, moät khi noù toàn taïi ôû noàng ñoä thaáp hôn "nhu caàu sinh lyù" hoaëc cao hôn "ngöôõng chòu ñoäc" ñeàu coù aûnh höôûng leân söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa caây.

Leâ Huy Baù, Nguyeãn Töù, Leâ Thoï, Nguyeãn Vaên Ñeä (2000) ñaõ nghieân cöùu noàng ñoä caùc KLN trong moâi tröôøng ñaát vaø taùc ñoäng cuûa noù ñeán moät soá thöïc vaät (caây luùa, caây rau muoáng), ñoäng vaïât (giun ñaát, trai, toâm caøng) vaø söï tích luõy caùc ñoäc toá kim loaïi Cu, Fe, Al, Mn, Cd, Zn, Hg… töø trong nöôùc thaûi töø ñoâ thò ôû haï löu soâng Saøi Goøn (Nhaø Beø). Keát quaû ghi nhaän nhö sau:

2.10.1. OÂ nhieãm KLN trong buøn

Baûng 2.8: Noàng ñoä toång soá KLN vaø söï thay ñoåi kim loaïi naëng trong buøn vaø trong ñaát.

Chaát chieát ruùt Humic acid Fulvic acid

Vò trí Ñoä

Acid

(%)

Cu

(mg/

100g)

Zn

(mg/

100g)

Fe

(mg/

100g)

Al

(mg/

100g)

Ñoä acid

(%)

Cu

(mg/

100g)

Zn

(mg/

100g)

Fe

(mg/

100g)

Al

(mg/

100g)

RO 0,026 1,06 2,35 2,35 3,49 0,186 5,29 1,91 3,14 22,93 Traàm tích

MC 0,015 0,06 0,97 0,97 Trace 0,059 3,48 0,53 0,56 veát

RO 0,067 0,32 1,30 1,30 1,79 0,016 0,20 0,14 1,72 1,21 Ñaát

MC 0,184 0,56 0,92 0,92 2,39 0,023 2,52 0,68 0,60 11,10

Ghi chuù: RO = Raïch OÂng ; MC = keânh Möông Chuoái

84

Baûng 2.8 cho thaáy, maëc duø noàng ñoä cuûa toång caùc KLN khoâng cao nhöng noàng ñoä cuûa caùc KLN trao ñoåi thì laïi cao. Nghóa laø, oâ nhieãm KLN chuû yeáu gaây ra bôûi söï haáp phuï trao ñoåi giöõa cation KLN vaø hôïp chaát höõu cô hay caùc hydroxyt trong ñaát.

Tuy nhieân, neáu so saùnh giöõa hai daïng haáp phuï KLN trong acid muøn humic vaø acid fulvic ta thaáy dung löôïng haáp phuï vaãn coøn thaáp. Ñoàng thôøi, haáp phuï bôûi acid fulvic laïi cao hôn acid humic, ñaëc bieät laø haáp phuï cuûa acid fulvic vôùi Cu vaø Al. Ngöôïc laïi, acid humic laïi haáp phuï Zn2+ trong ñaát cao. Ñaây coù leõ laø moät ñaëc tính cuûa KLN trong thaønh phaàn moâi tröôøng.

Nhö vaäy, KLN toàn taïi trong moâi tröôøng ñaát khoâng nhöõng ôû daïng phöùc höõu cô maø coøn ôû daïng hydroxyt vaø daïng chaát lô löûng.

Baûng 2.9: OÂ nhieãm KLN trong hai taàng ñaát vuøng haï löu soâng Saøi Goøn (Nhaø Beø)

Pb2+ (ppm) Mn2+ (ppm) Cd2+ (ppm) Nôi Maãu OM (%)

Chieát ruùt

2 acid

Hoaït tính

Toång coäng

Chieát ruùt

2 acid

Hoaït tính

Toång coäng

Chieát ruùt 2 acid

Hoaït tính

Toång coäng

Taàng A 4,03 0,7 45,0 53,5 24,0 182,2 175,3 0,3 0,5 1,5 Long

Thôùi Taàng B 3,86 0,7 51,0 48,2 0,2

Taàng A 4,00 1,3 48,0 59,0 24,2 88,6 65,7 0,1 0,5 1,0 Raïch

Ñæa Taàng B 3,62 1,0 32,5 23,4 0,0

Cr (ppm) Cu (ppm) Nôi Maãu OM (%)

Chieát ruùt

2 acid

Hoatï tính

Toång coäng

Chieát ruùt

2 acid

Hoaït tính

Toång coäng

Taàng A 4,03 0,4 12,5n 107,0 3,0 33,0 58,5 Long

Thôùi Taàng B 3,86 0,6 2,5

Taàng A 4,00 0,5 15,5 99,5 5,5 28,0 60,5 Raïch

Ñæa Taàng B 3,62 0,3 1,0

85

Zn (ppm) Ni (ppm) Nôi Maãu OM (%)

Chieát ruùt 2 acid

Hoaït tính Toång coäng

Chieát ruùt 2 acid

Hoaït tính

Toång coäng

Taàng A 4,03 17,1 144,5 369,5 3,1 9,5 42,0 Long

Thôùi Taàng B 3,86 16,6 138,0 3,9

Taàng A 4,00 23,4 161,5 383,0 4,5 12,5 34,0 Raïch

Ñæa Taàng B 3,62 10,5 74,0 1,9

Ghi chuù: Long Thôùi: caùch nguoàn oâ nhieãm 25km

Raïch Ñæa: caùch nguoàn oâ nhieãm 34km

Baûng 2.9 cho thaáy, oâ nhieãm KLN trong taàng ñaát A (0-5 cm) luoân luoân cao hôn taàng B (5 - 25 cm). Ñieàu ñoù coù nghóa laø, oâ nhieãm KLN taêng theo töøng ngaøy qua caùc nguoàn boå sung.

Neáu so saùnh giöõa hai vuøng coù khoaûng caùch ñeán nguoàn oâ nhieãm khaùc nhau, Raïch Ñæa vaø Long Thôùi, coù theå keát luaän raèng, tích luõy KLN ôû hai nôi coù khaùc nhau phuï thuoäc ñaëc tính moãi KLN khaùc nhau: coù loaïi coù khaû naêng ñi xa nguoàn oâ nhieãm, coù loaïi bò traàm laéng gaàn nguoàn oâ nhieãm.

2.10.2. Söï tích luõy KLN trong ñaát

Keát quaû veà söï tích luõy caùc ñoäc chaát KLN trong ñaát khi so saùnh trong cuøng thôøi gian ôû hai taàng ñaát ñöôïc theå hieän trong baûng 2.10

Baûng 2.10: OÂ nhieãm KLN trong hai taàng ñaát vaø tích luõy cuûa chuùng trong ñaát.

Pb (ppm) Mn (ppm) Cd (ppm) Nôi Maãu

Hoaït tính Chieát ruùt 2 acid Chieát ruùt 2 acid

Taàng A 45,0 24,0 0,3 Long

Thôùi Taàng B 51,0 48,2 0,2

Taàng A 48,0 24,2 0,1 Raïch

Ñæa Taàng B 32,5 23,4 0,0

86

Cr (ppm) Cu (ppm) Nôi Maãu

Chieát ruùt 2 acid Chieát ruùt 2 acid

Taàng A 0,4 3,0 Long

Thôùi Taàng B 0,6 2,5

Taàng A 0,5 5,5 Raïch

Ñæa Taàng B 0,3 1,0

Zn (ppm) Ni (ppm) Maãu

Chieát ruùt 2 acid Chieát ruùt 2 acid

Taàng A 17,1 3,1 Long

Thôùi Taàng B 16,6 3,9

Taàng A 23,4 4,5 Raïch

Ñæa Taàng B 10,5 1,9

Baûng 2.10 cho thaáy, oâ nhieãm KLN trong taàng ñaát maët luoân cao hôn taàng döôùi hay oâ nhieãm KLN taêng theo töøng ngaøy qua caùc nguoàn boå sung. Nhö vaäy, KLN ngaøy caøng tích luõy cao trong ñaát vuøng haï löu ngoaïi thaønh.

2.10.3. AÛnh höôûng cuûa KLN toång hôïp trong ñaát leân sinh tröôûng cuûa caây luùa

Keát quaû cuûa caùc thí nghieäm trong nhaø kính chöùng minh raèng, oâ nhieãm KLN ôû trong ñaát coù aûnh höôûng raát lôùn leân sinh tröôûng cuûa caây luùa non so vôùi trung bình cuûa saùu coâng thöùc ñoái chöùng troàng trong caùt saïch vaø ngay caû troàng treân ñaát nguyeân daïng.

• AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+

Trong thí nghieäm veà aûnh höôûng cuûa caùc KLN trong dung dòch leân luùa non cho thaáy, vôùi hai KLN: Pb2+ vaø Cd2+, ôû noàng ñoä khaùc nhau thì ñeàu coù aûnh höôûng khaùc nhau.

Tröôùc heát, aûnh höôûng cuûa noàng ñoä Pb2+ vaø Cd2+ bieåu hieän qua söï thay ñoåi pH cuûa dung dòch. Noàng ñoä Pb2+ vaø Cd2+ caøng cao thì pH caøng cao. Maët khaùc, pH dung dòch cuõng taêng theo thôøi gian sau khi gieo. Ñoä taêng naøy ñöôïc ghi nhaän ôû möùc ñoä tin caäy 99,9%.

87

Khi noàng ñoä Pb > 0,5 ppm, aûnh höôûng leân caây luùa taêng leân treân 50%. Ñoái vôùi Cd, aûnh höôûng naøy laïi maïnh hôn, chæ caàn noàng ñoä Cd > 0,25 ppm ñaõ aûnh höôûng leân treân 60% caây luùa. Roõ raøng, aûnh höôûng cuûa Cd leân caây luùa maïnh hôn aûnh höôûng cuûa Pb.

Tyû leä cheát cuûa caây luùa taêng khi noàng ñoä KLN taêng.

So saùnh giöõa aûnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+, keát quaû cho thaáy cuøng moät noàng ñoä, Cd2+= Pb2+= 0,6 ppm, aûnh höôûng cuûa Cd2+ luoân cao hôn Pb2+ nhieàu laàn vaø ngöôïc laïi. Caùc boä phaän khaùc nhau cuûa caây luùa bò nhöõng aûnh höôûng khaùc nhau cuûa ñoäc chaát KLN.

- Tröôùc heát laø caønh, thaân, sau ñoù laø laù luùa vaø cuoái cuøng laø reã luùa.

Baûng 2.11: Tyû leä % suy giaûm cuûa caùc boä phaän caây luùa döôùi aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát KLN Pb2+ vaø Cd2+ trong dung dòch.

Pb2+ Cd2+

Nghieäm thöùc

Noàng ñoä (ppm)

Thaân, caønh

Laù Reã Nghieäm thöùc

Noàng ñoä (ppm)

Thaân, caønh

Laù Reã

Pb4 0,6 30,2 27,1 4,10 Cd6 0,600 28,1 31,0 8,60

Pb5 0,9 38,2 32,3 14,8 Cd2 0,110 31,3 27,1 14,3

Pb6 1,1 34,1 39,0 22,0 Cd1 0,008 34,4 28,0 22,6

• AÛnh höôûng cuûa Hg2+ vaø As3+ leân söï sinh tröôûng cuûa luùa non

a) AÛnh höôûng leân sinh tröôûng cuûa laù thaät 1 vaø 2 theo thôøi gian

Hg2+ ôû noàng ñoä thaáp nhaát (0,10 ppm) coù taùc duïng kích thích söï phaùt trieån cuûa laù thaät thöù nhaát cuûa caây luùa. Caùc noàng ñoä cao hôn cuûa Hg2+ vaø As3+ thöû nghieäm ñeàu khoâng coù taùc duïng kích thích maø bieåu hieän öùc cheá söï phaùt trieån cuûa laù thaät 1. Noàng ñoä caøng cao thì khaû naêng öùc cheá caøng maïnh, laù khoâng phaùt trieån chieàu daøi vaø sôùm bò khoâ ñoït. Quan saùt hieän traïng laù thaät 1, ôû nghieäm thöùc coù As3+ nhaän thaáy, laù coù maøu traéng vaø xanh nhaït trong suoát quaù trình toàn taïi, laù khoâng coù khaû naêng toång hôïp dieäp luïc toá, khoâng coù khaû naêng quang hôïp vaø sôùm bò khoâ ñoït so vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng. Coù theå ñaây laø bieåu hieän aûnh höôûng tröïc tieáp As3+ leân söï phaùt trieån vaø quaù trình toång hôïp chlorophyl cuûa laù luùa.

Laù thaät 2 cuûa caây luùa troàng trong moâi tröôøng coù ñoäc chaát trong nöôùc thaûi, xuaát hieän vaøo ngaøy thöù 10 vaø baét ñaàu khoâ ñoït laù vaøo ngaøy thöù 20, thôøi gian toàn taïi ngaén hôn 3 ngaøy so vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng.

88

Khoâng nhö ôû tröôøng hôïp laù thaät 1, Hg2+ ôû taát caû caùc noàng ñoä ñeàu aûnh höôûng leân söï phaùt trieån cuûa laù thaät 2. Laù thaät 2 ngaén, xuaát hieän vaøo ngaøy thöù 10 vaø khoâ ñoït vaøo ngaøy thöù 20. Maøu saéc cuûa laù bieán ñoåi moät caùch roõ reät, chuyeån töø maøu xanh sang maøu vaøng, xuaát hieän caùc veát nhoû ôû ñoït laù.

ÔÛ caùc nghieäm thöùc coù As3+, thì As3+ ñaõ aûnh höôûng maïnh leân laù thaät 2, caû veà thôøi gian xuaát hieän toàn taïi laãn chieàu daøi laù. Maëc duø coù xuaát hieän nhöõng laù thaät 2 ôû caùc nghieäm thöùc naøy nhöng nhöõng laù ñoù khoâng coù khaû naêng phaùt trieån, sôùm bò khoâ ñoït, thôøi gian toàn taïi chæ trong voøng 7 ngaøy. Veà maøu saéc, ôû laù thaät 2 cuõng nhö ôû laù thaät 1, coù maøu traéng vaø hôi xanh nhaït.

b) AÛnh höôûng cuûa Hg2+, As3+ leân söï phaùt trieån cuûa laù thaät 3

Nhö vaäy, maëc duø laù thaät thöù 3 coù xuaát hieän ôû nghieäm thöùc coù As3+ vaø Hg2+ nhöng nhanh choùng bò khoâ ñoït laù sau khi xuaát hieän 2 - 3 ngaøy. Hay noùi caùch khaùc, Hg2+ vaø As3+ ñaõ aûnh höôûng roõ reät leân laù thaät thöù 3.

c) AÛnh höôûng cuûa Hg2+ vaø As3+ leân reã luùa

+ Chieàu daøi reã luùa

Kim loaïi naëng trong nöôùc thaûi coù aûnh höôûng leân chieàu daøi reã luùa: Chieàu daøi reã luùa ngaén hôn so vôùi ñoái chöùng. Sang tuaàn thöù 3, boä reã coù maøu vaøng ñen vaø tuaàn thöù 4 thì reã bò thoái hoaøn toaøn. ÔÛ caùc nghieäm thöùc KLN, reã chæ daøi ra ôû tuaàn thöù nhaát, sang hai tuaàn keá ñoù (tuaàn thöù 2 vaø 3) thì gaàn nhö chieàu daøi cuûa reã khoâng taêng vaø baét ñaàu bò thoái choùp reã vaøo giöõa tuaàn thöù 4.

Quan saùt thaáy hình daïng cuûa reã ôû caùc nghieäm thöùc coù Hg2+ vaøo cuoái tuaàn thöù 1 nhaän thaáy, reã bò vaøng, cöùng vaø thaúng; trong khi ñoù, ôû caùc nghieäm thöùc coù As3+ thì reã bò vaøng, cöùng vaø co laïi.

+ AÛnh höôûng leân phaùt trieån reã luùa

Tuaàn thöù 1 vaø 2, söï phaùt sinh reã luùa ôû nghieäm thöùc coù nöôùc thaûi dieãn ra bình thöôøng, söï phaùt sinh caùc lôùp reã töông öùng vôùi söï phaùt sinh laù. Qua tuaàn thöù 3, soá reã gaàn nhö khoâng ñoåi so vôùi tuaàn thöù 2, khaû naêng phaùt trieån cuûa caây luùa keùm, caùc laù thaät khoâng xuaát hieän nöõa - laù thaät thöù 3 xuaát hieän ôû ngaøy thöù 15 vaø khoâ ñoït laù vaøo ngaøy thöù 18. Ñaây cuõng laø laù thaät cuoái cuøng trong quaù trình thí nghieäm.

89

Hg2+ tuaàn thöù 1, ôû taát caû caùc noàng ñoä coù taùc duïng kích thích söï ra reã cuûa caây luùa, ñieàu naøy tieáp tuïc theå hieän ôû tuaàn thöù 2. Nhöng sang tuaàn thöù 3 thì soá reã khoâng xuaát hieän nöõa maø gaàn nhö giöõ nguyeân so vôùi tuaàn thöù 2. Laù luùa cuõng khoâng xuaát hieän. Ñieàu naøy phuø hôïp vôùi quy luaät sinh hoïc cuûa caây luùa.

As3+ khoâng nhöõng taùc ñoäng leân chieàu daøi cuûa reã maø coøn aûnh höôûng ñeán söï phaùt sinh reã cuûa caây luùa. Ngay ôû tuaàn thöù nhaát, ñoái vôùi caùc noàng ñoä thí nghieäm thì soá reã/caây ñeàu thaáp hôn so vôùi ñoái chöùng. Sang tuaàn leã thöù 2, soá reã/caây chiû baèng 1/3 so vôùi ñoái chöùng (ôû ñoä tin caäy 95%) vaø con soá naøy haàu nhö khoâng ñoåi ôû tuaàn tieáp theo cho ñeán khi caây cheát. Soá reã ít, chieàu daøi reã ngaén (co laïi), boä reã phaùt trieån khoâng bình thöôøng laø nguyeân nhaân laøm cho khaû naêng sinh tröôûng cuûa caây luùa trong moâi tröôøng dung dòch coù As3+ keùm ñi.

d) AÛnh höôûng cuûa Hg2+, As3+ leân troïng löôïng khoâ cuûa caây luùa theo thôøi gian sinh tröôûng

ÔÛ tuaàn thöù nhaát, söï phaùt trieån cuûa caây luùa troàng trong moâi tröôøng coù nöôùc thaûi dieãn ra toát, troïng löôïng khoâ töông ñöông vôùi nghieäm thöùc ñoái chöùng. Nhöng sang tuaàn thöù 2, maëc duø caây luùa phaùt trieån veà chieàu cao lôùn hôn so vôùi ñoái chöùng nhöng troïng löôïng khoâ laïi nhoû hôn so vôùi caây troàng trong moâi tröôøng nöôùc thaûi coù caùc chaát höõu cô, söï hieän dieän cuûa ñaïm amon (NH+

4) laøm cho caây luùa phaùt trieån laù vaø chieàu cao nhöng troïng löôïng khoâng taêng. Tuaàn thöù 3, heä reã vaøng ñen vaø hieän töôïng caây cheát dieãn ra, caây luùa khoâng taêng tröôûng vaø troïng löôïng khoâ gaàn nhö khoâng ñoåi so vôùi tuaàn thöù 2. Caây luùa soáng caàm cöï theâm moät thôøi gian vaø cheát hoaøn toaøn vaøo tuaàn thöù 4.

Hg2+ khi ôû noàng ñoä thaáp (0,10 ppm) kích thích söï phaùt trieån chieàu daøi laù, chieàu cao caây vaø khoâng aûnh höôûng ñeán troïng löôïng khoâ cuûa caây luùa ôû tuaàn thöù nhaát vaø tuaàn thöù 2. Nhöng ôû caùc noàng ñoä Hg2+ cao hôn thì aûnh höôûng roõ reät ñeán troïng löôïng khoâ cuûa caây luùa ngay tuaàn thöù 1. Tuaàn thöù 3 vaø tuaàn thöù 4, troïng löôïng caây luùa ôû caùc noàng ñoä naøy gaàn nhö khoâng ñoåi so vôùi tuaàn thöù 2. Ñieàu naøy cho thaáy caây luùa coù xu höôùng soáng caàm cöï vôùi ñoäc chaát Hg2+ trong moâi tröôøng vaø khoâng tích luõy chaát khoâ. Tröôøng hôïp caùc nghieäm thöùc coù As3+, ngay ôû noàng ñoä thaáp nhaát (2,50 ppm) ñaõ aûnh höôûng leân söï sinh tröôûng cuûa caây luùa. Theå hieän caây luùa khoâng taêng tröôûng chieàu cao vaø troïng löôïng khoâ nhoû hôn so vôùi ñoái

90

chöùng. ÔÛ ñaây, ta thaáy coù söï töông quan nghòch giöõa noàng ñoä As3+ vôùi söï sinh tröôûng cuûa caây luùa: khi noàng ñoä As3+ caøng cao thì troïng löôïng khoâ cuûa caây luùa caøng nhoû. Cuõng nhö tröôøng hôïp Hg2+, caây luùa phaùt trieån trong moâi tröôøng coù As3+ soáng caàm cöï ôû tuaàn thöù 2 vaø tuaàn thöù 3, sau ñoù cheát gaàn nhö hoaøn toaøn ôû tuaàn thöù 4 vaø khoâng tích luõy chaát khoâ.

2.10.4. Tyû leä soáng soùt cuûa caây luùa theo thôøi gian

Keát quaû khaûo saùt veà söï phaùt sinh reã vaø chieàu daøi cuûa reã cho thaáy, Hg2+ coù taùc duïng kích thích söï phaùt trieån cuûa reã caây luùa ôû hai tuaàn ñaàu ôû taát caû caùc noàng ñoä thí nghieäm. Nhöng caây chæ soáng toái ña ñöôïc 3 tuaàn tuoåi

Nhö vaäy, Hg2+ ôû noàng ñoä thaáp (0,1 ppm) kích thích söï phaùt trieån chieàu cao caây luùa trong thôøi gian ñaàu (töø 1-16 ngaøy); sau ñoù caây luùa bò khoâ laù, khoâng phaùt trieån chieàu cao vaø soáng caàm cöï trong moâi tröôøng. ÔÛ caùc noàng ñoä Hg2+ cao hôn, öùc cheá chieàu daøi, chieàu cao cuûa caây. Ñeán ngaøy thöù 22, chieàu cao cuûa caây döøng laïi vaø laù khoâ daàn, caây baét ñaàu cheát.

Vôùi As3+ ôû taát caû caùc noàng ñoä thöû nghieäm ñeàu gaây aûnh höôûng ñeán chieàu cao cuûa caây luùa: thaáp hôn so vôùi ñoái chöùng vaø sau ñoù döøng laïi ôû ngaøy thöù 18 . Caây luùa khoâng coù khaû naêng phaùt trieån veà chieàu cao, caùc laù coù maøu traéng vaø sôùm bò khoâ ñoït. Coù theå ñaây laø phöông thöùc maø caây luùa choáng chòu vôùi ñoäc toá As3+ trong moâi tröôøng hoaëc coù theå As3+ ñaõ aûnh höôûng ñeán söï toång hôïp dieäp luïc toá cuûa laù laøm cho caây maát khaû naêng quang hôïp, khoâng phaùt trieån bình thöôøng.

2.10.5. AÛnh höôûng cuûa Pb2+, Cd2+ leân söï sinh tröôûng cuûa caây rau muoáng

a) AÛnh höôûng leân sinh tröôûng rau muoáng

Moâi tröôøng nöôùc thaûi khoâng aûnh höôûng leân boä reã, chieàu cao thaân vaøø troïng löôïng khoâ cuûa thaân rau muoáng.

Keát quaû nghieân cöùu cuûa chuùng toâi cho thaáy, ôû caùc noàng ñoä thí nghieäm 0,1 ppm KLN chöa aûnh höôûng leân troïng löôïng khoâ thaân rau muoáng. Noàng ñoä Cd2+ = 5 ppm taùc haïi gaây ñoäc maïnh, caây rau muoáng bò ruïng laù vaø cheát neân troïng löôïng khoâ nhoû nhaát laø ôû tuaàn thöù 2 sau khi xöû lyù. Taùc ñoäng cuûa ñoäc toá Pb2+ khoâng dieãn ra ñoät ngoät maø taêng theo noàng ñoä, caây rau muoáng coù tính thích öùng maïnh vôùi Pb2+ trong moâi tröôøng. Khi noàng ñoä Pb2+ taêng leân, caây rau muoáng khoâng coù bieåu hieän cheát maø chæ vaøng laù vaø khoâng phaùt trieån ôû tuaàn thöù 2.

91

Söùc choáng chòu cuûa caây rau muoáng vôùi ñoäc tính Cd2+ thaáp hôn so vôùi Pb2+. Caây rau muoáng khoâng theå soáng soùt khi tôùi ngöôõng gaây ñoäc cuûa Cd2+, hieän töôïng cheát caây dieãn ra ñoät ngoät vaø troïng löôïng khoâ giaûm haún.

b) AÛnh höôûng leân tyû leä soáng soùt cuûa caây rau muoáng Cd2+ gaây cheát caây rau muoáng, vaøo tuaàn thöù 1 ôû noàng ñoä 5 ppm.

Tuaàn thöù 2, noàng ñoä 2,5 ppm cuõng ñaõ gaây cheát nhanh. c) AÛnh höôûng cuûa Cd2+, Hg2+ leân chieàu daøi thaân caây rau muoáng Trong moâi tröôøng ù nöôùc thaûi ñoâ thò, khoâng kim loaïi naëng caây rau

muoáng phaùt trieån chieàu daøi thaân bình thöôøng, khoâng coù daáu hieäu naøo öùc cheá söï phaùt trieån chieàu daøi thaân cuûa caây rau muoáng.

Ngöôõng ñoäc Cd2+ theå hieän ngay ôû tuaàn ñaàu, ôû noàng ñoä thöû nghieäm cao nhaát (5 ppm), caây rau muoáng coù ra laù nhöng laù vaøng vaø ruïng nhanh, thaân bò thoái vaø caây cheát hoaøn toaøn vaøo ngaøy thöù 6. ÔÛ noàng ñoä 2,5 ppm, caây rau muoáng cuõng coù laù maøu vaøng vaø cheát vaøo ngaøy thöù 10. Tuy nhieân, khi ôû noàng ñoä thaáp (0,1 - 0,5 ppm) thì Cd2+ laïi kích thích caây rau muoáng phaùt trieån veà chieàu daøi.

Ngöôõng gaây ñoäc cuûa Pb2+ ñoái vôùi caây rau muoáng cao hôn so vôùi Cd2+: khi noàng ñoä Pb2+ laø 7,5 ppm thì caây coù daáu hieäu cheát. Nhö vaäy, caây rau muoáng coù khaû naêng thích nghi vaø choáng chòu cao trong moâi tröôøng oâ nhieãm Pb2+. Vaán ñeà coøn laïi cuûa vieäc troàng vaø söû duïng caây rau muoáng phaùt trieån treân vuøng bò oâ nhieãm kim loaïi naëng laø xaùc ñònh tính choáng chòu cuûa Pb2+ hay noàng ñoä kim loaïi naëng ôû nhöõng vuøng treân.

d) AÛnh höôûng cuûa Pb2+ vaø Cd2+ leân reã rau muoáng Trong moâi tröôøng nöôùc thaûi thaønh phoá khoâng kim loaïi naëng chieàu

daøi reã rau muoáng phaùt trieån bình thöôøng. Kim loaïi naëng Pb2+ vaø Cd2+ taùc ñoäng leân boä reã caây rau muoáng ôû tuaàn leã thöù 2. Pb2+ ôû caùc noàng ñoä 5 ppm, 7,5 ppm, 10 ppm laøm cho reã rau muoáng coù maøu ñen vaøo ñaàu tuaàn thöù 2 vaø thoái daàn vaøo nhöõng ngaøy keá tieáp, boä reã bò thoái. Hieän töôïng ruïng laù vaø cheát caây tieáp tuïc dieãn ra.

Töông töï Pb2+, Cd2+ cuõng gaây ra hieän töôïng ñen vaø thoái reã rau muoáng ôû tuaàn thöù 2 .

2.10.6. Nhaän xeùt chung - OÂ nhieãm KLN töø nöôùc thaûi thaønh phoá leân moâi tröôøng ñaát vuøng haï

löu bao goàm: Mn, Cu, Pb, Zn, Fe vaø Cd. Coù söï khaùc bieät raát roõ veà KLN

92

giöõa nöôùc soâng Saøi Goøn vaø nöôùc heä thoáng kinh raïch cuõng nhö trong dung dòch ñaát vuøng haï löu Nhaø Beø.

- Con ñöôøng xaâm nhaäp vaø gaây oâ nhieãm cuûa KLN trong moâi tröôøng ñaát khoâng chæ laø haáp phuï trao ñoåi vôùi keo ñaát maø chuû yeáu döôùi daïng lieân keát vôùi caùc acid muøn fulvic.

- Nöôùc thaûi Thaønh phoá Hoà Chí Minh gaây oâ nhieãm KLN cho moâi tröôøng ñaát vuøng haï löu, chuû yeáu laø Zn, Cr vaø Cu vaø ít nhaát laø Cd. Xeùt veà toång löôïng theo thöù töï: Zn (3575 ppm) > Mn (120 ppm) > Cr (100 ppm) > Cu (60 ppm) > Pb (555 ppm) > Ni (37 ppm) > Cd (1,3 ppm).

- Veà oâ nhieãm höõu cô, ôû vuøng haï löu, N - NH4 bò aûnh höôûng maïnh nhaát: trieàu leân oâ nhieãm cao nhaát; ngöôïc laïi, N-NO3: chaân trieàu laïi cao nhaát. Coøn N - NO2 khoâng bò aûnh höôûng cuûa trieàu cao hay thaáp.

- Coù söï tích luõy cuûa KLN trong cô theå giun ñaát vaø taêng cao khi oâ nhieãm taêng. Nhö vaäy, giun ñaát coù theå söû duïng nhö coâng cuï ñaùnh giaù oâ nhieãm KLN.

- ÔÛ ñieàu kieän thí nghieäm, aûnh höôûng cuûa Pb2+(0,63 ppm - 0,75 ppm) vaø Cd2+ (0,32 - 0,43 ppm) trôû neân roõ raøng treân caây luùa ôû thôøi ñieåm 7 ngaøy sau khi gieo; sau 21 ngaøy thì gaây cheát 100%.

- AÛnh höôûng cuûa Cd leân caây luùa maïnh hôn Pb.

Ngöôõng chòu ñoäc cuûa caây luùa vôùi:

Pb = 0,31 ppm, luùa cheát 50%; Pb = 0,44 ppm luùa cheát 100%;

Cd = 0,121 ppm, luùa cheát 50%; Cd = 0,32 ppm luùa cheát 100%.

* ÔÛ noàng ñoä thaáp nhaát (0,01 ppm), Hg2+ coøn kích thích söï phaùt trieån laù vaø chieàu cao cuûa caây luùa. Tuy nhieân, qua tuaàn thöù 3 ôû taát caû caùc nghieäm thöùc Hg2+ gaây ngoä ñoäc cho caây luùa vaø hieän töôïng caây cheát dieãn ra. Hg2+ öùc cheá söï ra laù vaø phaùt trieån cuûa laù, laøm thoái choùp reã, loâng huùt ruïng sôùm. Ngöôõng noàng ñoä Hg2+ gaây cheát luùa laø 0,1 ppm (khi troàng trong dung dòch).

* Coøn As3+ khoâng kích thích söï ra reã cuûa luùa. Maët khaùc, As laøm cho reã co laïi, khoâng haáp thuï ñöôïc chaát dinh döôõng, khaû naêng phaùt trieån cuûa caây luùa keùm. Laù luùa coù maøu traéng hoaëc xanh nhaït, hieän töôïng naøy xuaát hieän trong thôøi gian ngaén thì caây luùa bò khoâ ñoït.

93

- AÛnh höôûng cuûa Pb vaø Cd leân söï sinh tröôûng cuûa caây rau muoáng: caây rau muoáng thích nghi cao vôùi moâi tröôøng coù oâ nhieãm Pb.

* ÔÛ noàng ñoä Pb = 5,0 ppm trong moâi tröôøng dung dòch laøm cho reã rau muoáng coù maøu ñen vaø thoái, sau ñoù cheát moät soá caây sau khi troàng ñöôïc moät tuaàn. Qua tuaàn thöù 2, ôû nhöõng caây khoâng cheát, troïng löôïng cuûa caây rau muoáng giaûm khi taêng noàng ñoä Pb.

Keát quaû khaûo saùt tyû leä soáng soùt cuûa caây rau muoáng sau hai tuaàn nuoâi troàng coù theå ñöa ra ngöôõng gaây ñoäc cuûa Pb ñoái vôùi caây rau muoáng trong dung dòch dinh döôõng coù Pb2+ töøø 5,0 ppm trôû leân.

* Cd2+ gaây cheát caây rau muoáng töø noàng ñoä ≥ 2,5 ppm.

2.10.7. Caùc nguoàn chính gaây oâ nhieãm kim loaïi trong ñaát

- Coâng nghieäp luyeän kim, coâng nghieäp khai khoaùng

Chaát thaûi (khí thaûi, buïi…) vaø nöôùc thaûi cuûa caùc coâng ngheä naøy chöùa nhieàu KLN. Nöôùc cuoán chaát oâ nhieãm töø caùc baõi khai thaùc cuõng laø nguyeân nhaân gaây oâ nhieãm ñaát veà phía haï löu.

Trong quaù trình khai thaùc seõ phaùt taùn kim loaïi vaøo ñaát, nöôùc, khoâng khí. Quaù trình phaùt thaûi caùc chaát khí, buïi chöùa caùc kim loaïi di chuyeån trong khoâng khí vaø sa laéng xuoáng ñaát, leân thaân thöïc vaät… gaây aûnh höôûng ñeán ñaát vaø heä thöïc vaät.

- OÂ nhieãm do nöôùc thaûi saûn xuaát

- OÂ nhieãm ñaát do baõi raùc thaûi ñieän töû

- Chaát thaûi raén coâng nghieäp töø caùc nhaø maùy saûn xuaát pin (chöùa nhieàu Ni, Cd, Hg) vaø bình acquy xe hôi (nhieàu Pb), caùc loø ñoát raùc coâng nghieäp… ñaõ laøm taêng haøm löôïng moät soá KLN ñoäc haïi trong ñaát.

- Choân laáp raùc thaûi sinh hoaït gaây neân tình traïng oâ nhieãm KLN trong ñaát

- Buøn laéng trong caùc nhaø maùy xöû lyù nöôùc thaûi thöôøng chöùa nhieàu kim loaïi ñoäc haïi, khi choân laáp seõ ñöa ra moät löôïng KLN vaøo ñaát.

- Phaân boùn höõu cô

Chöùa nhieàu trong phaân heo, phaân chim... trong ñoù nhieàu nhaát laø Cu vaø As. Phaân buøn coáng thöôøng ñöôïc söû duïng trong noâng nghieäp coù chöùa caùc KLN vôùi haøm löôïng cao, ñaëc bieät laø chuùng laïi xuaát phaùt töø caùc hoaït ñoäng coâng nghieäp.

94

- Phaân boùn hoùa hoïc vaø caùc loaïi thuoác BVTV

+ Trong phaân coù chöùa caùc xæ, laân vaø caùc pheá thaûi töø coâng nghieäp luyeän kim, trong ñoù coù nhieàu hôïp chaát KLN.

+ Buïi chì ñöôïc phaân taùn vaø sa laéng vaøo ñaát töø quaù trình söû duïng nhieân lieäu coù chöùa chì, töø hoaït ñoäng giao thoâng vaän taûi do söû duïng caùc nhieân lieäu coù chöùa Pb. Caùc buïi chì phaùt taùn vaø sa laéng xuoáng gaây oâ nhieãm chì trong ñaát.

- Söï ñoát chaùy nhieân lieäu hoùa thaïch laø nguyeân nhaân phaùt taùn nhieàu nguyeân toá trong khoâng khí treân moät dieän tích roäng lôùn. Sau ñoù, quaù trình sa laéng laøm oâ nhieãm KLN trong ñaát.

Haøm löôïng moät vaøi KLN trong buøn coáng, phaân boùn… ñöôïc trình baøy trong baûng 2.12

Baûng 2.12: Haøm löôïng moät vaøi KLN trong buøn coáng, phaân boùn (mg/kg) KLN Buøn coáng Phaân laân Phaân ñaïm Phaân chuoàng

Ag < 960

As 3 - 30 2 - 1200 2,2 - 120 3 - 25

B 15 - 100 1 - 115 0,3 - 0,6

Cd < 1 - 3410 0,1 - 170 0,05 - 8,5 0,1 - 0,8

Co 1 - 120 1 - 12 5,4 - 12 0,3 - 24

Cr 8 - 40600 66 - 245 3,2 - 19 1,1 - 55

Cu 50 - 8000 1 - 300 2 - 172

Hg 0,1 - 55 0,01 - 1,2 0,3 - 2,9 0,01 - 0,36

Mn 60 - 3900 40 - 2000 30 - 969

Mo 1 - 40 0,1 - 60 1 - 7 0,05 - 3

Ni 6 - 5300 7 - 38 7 - 34 2,1 - 30

Pb 29 - 3600 7 - 225 2 - 2 1,1 - 27

Sb 3 - 44 < 100

Se 1 - 10 0,5 - 25 2,4

U 30 - 300

V 20 - 400 2 - 1600

Zn 91 - 49000 50 - 1450 15 - 566 15566

95

2.11. CAÙC KHÍ ÑOÄC TRONG ÑAÁT THOAÙT RA 2.11.1. Ñoäc chaát thoaùt ra töø trong ñaát Caùc chaát ñoäc thoaùt ra trong ñaát töï nhieân thöôøng laø caùc khí ñoäc sinh

ra trong quaù trình phaûn öùng hoùa hoïc do söï thay ñoåi cuûa caùc yeáu toá moâi tröôøng trong ñaát. Caùc phaûn öùng naøy coù theå naûy sinh ra do hoaït ñoäng cuûa nuùi löûa. Caùc phaûn öùng sinh khí ñoäc coøn coù theå xuaát hieän do yeáu toá khí haäu nhö: naéng, möa laøm cho ñieàu kieän nhieät ñoä, ñoä aåm cuûa ñaát thay ñoåi ñoät ngoät. Ví duï, hoaït ñoäng nuùi löûa sinh ra SO2, Cl2, CO2, CO.

2.11.2. Caùc ñoäc chaát thoaùt ra töø baõi choân raùc vaø ñaát bò oâ nhieãm höõu cô

Caùc ñoäc chaát thoaùt ra töø khu vöïc coù baõi choân raùc: ôû nhöõng khu vöïc coù baõi choân laáp raùc thöôøng coù caùc khí NH3, CO2, H2S, CH4… trong ñoù CO2 vaø CH4 chuû yeáu ñöôïc sinh ra töø quaù trình phaân huûy thaønh phaàn chaát höõu cô coù trong caùc raùc thaûi. Caùc chaát naøy neáu vôùi haøm löôïng cao seõ gaây oâ nhieãm khoâng khí (thöôøng laø muøi hoâi thoái khoù chòu) aûnh höôûng ñeán söùc khoûe vaø ñôøi soáng cuûa ngöôøi daân xung quanh khu vöïc choân raùc.

Haøm löôïng caùc chaát oâ nhieãm naøy thöôøng thay ñoåi theo thôøi gian hoaït ñoäng cuûa baõi raùc. Söï thay ñoåi veà thaønh phaàn cuûa caùc khí gaây oâ nhieãm chính trong 48 thaùng ñaàu cuûa moät baõi choân laáp raùc ñöôïc trình baøy trong baûng 2.13. Baûng 2.13: Söï thay ñoåi veà thaønh phaàn caùc chaát khí ôû baõi choân laáp raùc

trong 4 naêm ñaàu. (%)

Thôøi gian Trung bình phaàn traêm

Tuaàn Nitrogen Cacbon dioxide Methane

0 - 3 5,2 88 5 3 - 6 3,8 76 21 6 - 12 0,4 65 29 12 - 18 1,1 52 40 18 - 24 0,4 53 47 24 - 30 0,2 52 48 30 - 36 1,3 46 51 36 - 42 0,9 50 47 42 - 48 0,4 51 48

(Nguoàn: Asian institute of technology, 1992).

96

Keát quaû treân cho thaáy, theo thôøi gian, haøm löôïng N2 vaøCO2 coù chieàu höôùng giaûm xuoáng, trong khi CH4 laïi taêng. Taûi löôïng khí CH4 töø baõi raùc ôû mieàn Nam California (EPA, 1995) ñöôïc tính nhö sau:

Q = 18,77 x 106 (Ah/R2)

Trong ñoù, Q: möùc phaùt sinh CH4 trong ngaøy (ft3); A: dieän tích baõi raùc (acres); h: chieàu saâu baõi raùc, ft; R: baùn kính gieáng khí, ft.

Toång löôïng khí phaùt sinh coù theå tính theo coâng thöùc sau:

G = L(1-10kt)

trong ñoù: G: toång löôïng khí sinh ra trong thôøi gian t, m3/kg

K: heä soá löu ñoäng/ 2,203, y-1;

L: löôïng khí toái ña coù theå sinh ra, m3/kg.

Neáu thôøi gian baùn phaân giaûi choân raùc laø 20 naêm thì G = 0,5L vaø K = 0,015/naêm.

Trong moät ñieàu kieän bình thöôøng thì caùc khí thaûi töø caùc baõi choân raùc seõ phaùt taùn vaøo moâi tröôøng khoâng khí. Khi ñoù, caùc khí naøy taùc ñoäng xaáu ñeán moâi tröôøng khoâng khí khu vöïc laân caän.

- Methane (CH4): methane phaùt taùn vaøo khoâng khí trong tình traïng khoâng ñöôïc khoáng cheá, noù coù theå tích tuï laïi döôùi daïng caùc coâng trình xaây döïng hay taïi caùc baõi choân laáp raùc. Khi haøm löôïng CH4 hieän dieän trong khoâng khí töø 5-15%, noù raát deã gaây noå. Trong tröôøng hôïp khí methane vaøo ñöôïc caùc nhaø daân, tích tuï daàn ñeán haøm löôïng quaù cao seõ gaây nguy hieåm ñeán tính maïng cuûa daân cö trong vuøng. Noù laø chaát khí ñöùng thöù 2, chæ sau CO2, ñoùng goùp 27% gaây hieäu öùng nhaø kính; trong soá ñoù, 11% do baõi raùc, 16% töø ruoäng luùa, 7% töø coáng raõnh nhaø caàu. Trong CH4 töï nhieân, ñaát öôùt ñoùng goùp 72%.

- Hydrosulfua (H2S) laø moät loaïi khí ñoäc neáu coù haøm löôïng lôùn seõ raát deã phaùt hieän do khí naøy coù muøi raát ñaëc tröng (muøi tröùng thoái). Muøi naøy gaây khoù chòu, aûnh höôûng xaáu ñeán ñôøi soáng vaø söùc khoûe con ngöôøi. H2S laø chaát khí coù ñoä ñoäc gaáp nhieàu laàn CH4. May thay, haøm löôïng noù laïi ít.

- Monoxide carbon coù haøm löôïng lôùn nhöng chuùng thoaùt ra raát chaäm vaø thöôøng khoâng gaây nguy hieåm treân beà maët baõi raùc. Thaønh phaàn khí CO coù theå leân ñeán 1% laø nguyeân nhaân gaây baát tænh hoaëc töû vong cho ngöôøi

97

ñaøo bôùi baõi raùc hoaëc soáng trong khu vöïc hoaëc trong caùc gieáng laáy nöôùc maø döôùi ñaùy gieáng chöùa nhieàu höõu cô.

- Dioxide carbon (CO2) vôùi haøm löôïng khoâng lôùn (tröø khi ta tieán haønh ñoát raùc ngay taïi baõi), khí naøy khoâng thaät nguy hieåm tôùi moâi tröôøng maø söï hieän dieän cuûa noù taùc duïng gaây ngaït thôû cho ñoäng vaät vaø ngöôøi (vì so vôùi caùc nguoàn CO2 khaùc nhö caùc quaù trình ñoát nhieân lieäu thì nguoàn sinh ra khí CO2 khoâng ñaùng keå). Tuy nhieân, CO2 laïi coù ñoùng goùp ñaùng keå vaøo taùc nhaân gaây hieäu öùng nhaø kính.

2.11.3. Caùc khí ñoäc thoaùt ra taïi vuøng ñaát bò oâ nhieãm daàu

Tieán trình bay hôi trong töï nhieân hôïp chaát daàu moû coù xu höôùng chuyeån ñoäng vaøo pha hôi; ñaëc bieät, khi caùc hôïp chaát naøy toàn taïi ôû ñieàu kieän aùp suaát cao seõ bò bay hôi maïnh meõ. Do ñoù, noàng ñoä cuûa chuùng trong nhieân lieäu seõ giaûm, coøn laïi laø nhöõng chaát coù tính keo, khoâng theå bay hôi ñöôïc naèm laïi trong ñaát hay treân maët ñaát.

Caùc chaát khí thoaùt ra töø ñaát oâ nhieãm daàu coù theå di chuyeån veà moät phía, hoaëc laø thaúng ñöùng, hoaëc tuï laïi, taäp trung ôû voøm taàng haàm, hay oáng coáng coâng coäng döôùi ñaát, taïo neân nhöõng vuï hoûa hoaïn vaø noå nghieâm troïng. Nhöõng phaân töû ñoù cuøng vôùi aùp suaát hôi cuûa noù di chuyeån leân phía treân gaây nhieãm baån nöôùc maët vaø cuoái cuøng gaây ra söï thaát thu muøa vuï canh taùc treân ñaát bò oâ nhieãm daàu.

Khi tieáp xuùc vôùi ñaát bò nhieãm baån daàu vôùi möùc ñoä ñuû cao coù theå gaây nguy hieåm cho con ngöôøi vaø ñoäng vaät. Söï taùc ñoäng cuûa ñaát nhieãm baån coù theå qua tieáp xuùc vôùi da, hít thôû hoaëc aên uoáng. Treû em töø 2 - 6 tuoåi tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi ñaát oâ nhieãm daàu hoaëc hít phaûi khí ñoäc thoaùt ra cuõng laø moái nguy haïi.

Keát quaû nghieân cöùu chæ roõ, ôû noàng ñoä daàu thaáp chöa aûnh höôûng ñeán con ngöôøi khi tieáp xuùc. Nhöng luoân phaûi caûnh giaùc vì trong daàu coù chöùa chaát ung thö coù theå taïo ra vaøi caáp ñoä nguy hieåm, thaäm chí ôû lieàu löôïng raát thaáp. Ngöôøi ta phaùt hieän nhieàu kieåu beänh xuaát hieän, chöùng toû moái nguy hieåm bò ung thö ngay ôû lieàu löôïng thaáp cho con ngöôøi bôûi taùc ñoäng do ñaát oâ nhieãm daàu (xem theâm phaàn oâ nhieãm daàu – Sinh thaùi moâi tröôøng öùng duïng – Leâ Huy Baù, NXB Khoa hoïc kó thuaät, 2000, Chöông 6).

98

2.12. CAÙC TRAÀM TÍCH BUØN ÑAÙY GAÂY ÑOÄC Caùc traàm tích gaây ñoäc chuû yeáu laø buøn laéng chöùa caùc KLN. Caùc

KLN laø nguoàn goác coù theå do caùc quaù trình phong hoùa, xoùi moøn töø thöôïng nguoàn hoaëc do hoaït ñoäng saûn xuaát cuûa con ngöôøi trong ñaát doác gaàn ñoù, nhöng chuû yeáu laø töø nöôùc thaûi coâng nghieäp khoâng ñöôïc xöû lyù trieät ñeå. Do coù hieän töôïng keo tuï töï nhieân vuøng cöûa soâng neân haøm löôïng caùc KLN trong buøn ñaùy taïi vuøng naøy thöôøng khaù cao. Noàng ñoä Cu, Zn, Pb, As trong vuøng cöûa soâng thöôøng cao hôn ôû bieån. Maët khaùc, buøn ñaùy cuûa keânh raïch thaønh phoá cuõng laø nôi oâ nhieãm KLN traàm troïng.

KLN trong buøn ñaùy khoâng chæ gaây taùc haïi cho ñôøi soáng caùc loaïi ñoäng vaät ñaùy, giaùp xaùc (toâm, ngheâu, soø…) maø coøn aûnh höôûng tôùi söùc khoûe con ngöôøi, do caùc chaát ñoäc naøy coù theå ñöôïc chuyeån töø caùc loaøi naøy vaøo cô theå con ngöôøi qua daây chuyeàn thöïc phaåm.

Thaønh phoá Hoà Chí Minh ñaõ vaø ñang naïo veùt buøn ñaùy thuoäc heä thoáng soâng raïch oâ nhieãm nhö Nhieâu Loäc - Thò Ngheø, Taân Hoùa - Loø Goám, Ruoät Ngöïa, Taøu Huõ, Kinh Ñoâi, Beán Ngheù, Tham Löông… Hôn 170km kinh raïch bò oâ nhieãm naëng seõ ñöôïc naïo veùt laøm saïch lôùp buøn ñaùy, coù ñoä saâu töø 0,5 - 2,0m, laøm thoâng thoaùng vaø taêng cöôøng veä sinh moâi tröôøng.

Traàm tích buøn ñaùy (sedimen-sludge) kinh raïch thaønh phoá laø keát quaû laéng tuï cuûa chaát thaûi töø hoaït ñoäng coâng nghieäp, giao thoâng, noâng nghieäp, sinh hoaït… Vì vaäy, buøn ñaùy coù ñaày ñuû caùc loaïi oâ nhieãm: höõu cô yeám khí gaây thoái, hoùa chaát, KLN, oâ nhieãm daàu, taøn dö phaân boùn vaø thuoác tröø saâu; trong ñoù, ñaùng quan taâm laø oâ nhieãm hoùa chaát vaø oâ nhieãm KLN. Keát quaû phaân tích cho thaáy, muøn chieám toái thieåu laø 0,2- 12,4%; laân töø 0,3 - 0,6%; kali töø 0,2 - 1,0%; ñaïm töø 0,1 - 0,8%. Ñaëc bieät, trong ñoù haøm löôïng dinh döôõng deã tieâu cuõng khaù cao, nhö ñaïm hoøa tan daïng NH4 töø 10 ppm ñeán 1000 ppm; laân deã tieâu töø 120 ppm ñeán 2800 ppm; kali deã tieâu töø 8 ppm ñeán 100 ppm. Ñieàu naøy coù nghóa laø, neáu khoâng bò yeám khí, sau khi ñaõ qua quaù trình phaân giaûi, buøn ñaùy seõ trôû thaønh phaân boùn quyù giaù. Nhöng haøm löôïng KLN nhö: Fe töø 1350 - 6800 ppm, Hg: 0,5 - 30 ppm, Zn: 120 - 1000 ppm, Pb: 20 - 600 ppm, Cu: 10 - 460 ppm, Cr: 30 - 450 ppm, Cd: 70 - 4500 ppm, cao vaø khoâng ñeàu ôû caùc keânh khaùc nhau. Qua nghieân cöùu, chuùng toâi ñaõ tìm thaáy moät soá trong caùc KMN coù maët trong rau muoáng, trong caây luùa, trong ñoäng vaät ñaùy nhö ngheâu, soø… KLN tích luõy trong buøn ñaùy, sau ñoù thöïc vaät haáp thuï, toâm caù nhoû aên thöïc vaät, laïi tích luõy trong

99

chuùng, caù lôùn aên nhöõng caù toâm nhoû seõ laïi tích luõy tieáp, con ngöôøi aên toâm caù seõ laïi tích luõy vaø ngoä ñoäc. Söï tích luõy naøy coù tính taêng daàn vaø ngoä ñoäc cuõng coù theå laø caáp tính hay maõn tính. Thöïc teá ôû Nhaät Baûn, beänh "I tai I tai" (ñau khaép cô theå) laø do ngöôøi ta aên phaûi gaïo töø luùa troàng treân caùnh ñoàng ñaõ bò oâ nhieãm cadmium (0,91 - 4,23 ppm trong haït gaïo) thaûi ra töø thaønh phoá laân caän. Cuõng taïi Nhaät Baûn, oâ nhieãm thuûy ngaân trong traàm tích ven bieån thuoäc vònh Tokyo ñaõ tích luõy vaøo caù, ngöôøi ta aên phaûi caù bò ngoä ñoäc vaø 40 naêm sau söï oâ nhieãm vaãn coøn aûnh höôûng keùo daøi. Ngoaøi ra, cuõng khoâng theå khoâng noùi ñeán oâ nhieãm daàu trong buøn kinh raïch töø 60 – 4500 ppm, trong ñoù cao nhaát laø ôû trong buøn kinh Beán Ngheù. Coøn oâ nhieãm taøn dö thuoác BVTV, laân höõu cô trong buøn ñaùy thì cao gaáp 2 - 3 laàn möùc cho pheùp…

OÂ nhieãm buøn ñaùy kinh raïch thaønh phoá nöôùc ta raát cao, ôû möùc 100% - 250% so vôùi quy ñònh cuûa Anh, Myõ, Haø Lan, Ñöùc, Trung Quoác vaø phaân boá khoâng ñeàu, haøm löôïng khaùc nhau ôû nhöõng keânh khaùc nhau, thaäm chí ôû nhöõng ñoaïn khaùc nhau trong moät keânh. Vì vaäy, khi naïo veùt ñem ñoå ñi hay söû duïng vaøo moät muïc ñích noâng nghieäp cuõng neân phaân tích kyõ.

Thaønh phoá ñang naïo veùt buøn vaø coù theå ñoå ôû hai khu vöïc: neáu ñoå vaøo khu vöïc kinh Bo Bo, ñoù laø vuøng moâi tröôøng pheøn. Neáu ñoå ôû vuøng Tam Thoân Hieäp, ñoù laø vuøng pheøn tieàm taøng aûnh höôûng maën. Bôûi vì, vôùi haøm löôïng KLN cao khi ôû trong ñieàu kieän phaûn öùng moâi tröôøng (pH) thay ñoåi seõ coù nhöõng daïng môùi taïo thaønh, khaùc haún chaát cuõ, vì vaäy tính ñoäc cuõng hoaøn toaøn thay ñoåi. Moät vaøi ví duï: hôïp chaát phenol coù saün trong kinh Taân Hoùa - Loø Goám, khi ñöôïc ñoå xuoáng Tam Thoân Hieäp, gaëp Cl coù saün trong nöôùc maën vuøng naøy, seõ taïo thaønh hôïp chaát môùi chlorophenol, coù tính ñoäc gaáp 4 - 5 laàn so vôùi töøng ñôn chaát tröôùc ñaây. Hay, ñoàng (Cu) trong ñieàu kieän pH trung tính, Cu ôû daïng phöùc chelate, khoâng ñoäc laém, nhöng khi vaøo vuøng nöôùc pheøn, Cu seõ ôû daïng hoaït hoùa CuO, coøn khi vaøo vuøng pheøn maën Caàn Giôø seõ coù theå laø sulphate ñoàng (CuSO4) coù ñoä ñoäc cao hôn raát nhieàu laàn so vôùi chính noù khi coøn ôû trong kinh raïch thaønh phoá… Söï thay ñoåi naøy coù theå tham khaûo baûng sau:

100

Baûng 2.14: Söï bieán ñoåi daïng hoaït tính cuûa caùc ñoäc chaát KLN trong ñieàu kieän moâi tröôøng khaùc nhau.

Kim loaïi naëng

Moâi tröôøng pheøn Moâi tröôøng maën

Cd Cd2+ , CdSO04 , CdCl+ Cd2+ , CdCl+ , CdSO4

0 , CdHCO+3

Cr CrOH+2 , CrO2+

4 CrO2-4 , Cr (OH)-4

Cu OC , Cu2+ CuCO3 , CuO, CuB(OH)+4 , Cu(B(OH)4)02

Fe Fe2+ , FeSO04 , FeH2PO4

+,

FeOH2+ , Fe(OH)2

FeCO03 , Fe2+, FeHCO3, FeSO0

4 , Fe(OH)03

Mn Mn2+ , MnSO04 Mn2+ , MnSO0

4 , MnCO03 , MnHCO3+

3 , MnB(OH)+4

Mo H2MoO04 , HMoO-

4 , HMoO-4 , MoO2-

4

Ni Ni2+, NiSO04 , NiHCO+

3 NiCO3 , NiHCO+3 , Ni2+, NiB(OH)+4

Pb Pb2+, PbSO04, PbHCO+

3 PbCO 03 , PbHCO+3 , Pb(CO3)2-2 , PbOH+

Zn Zn2+, ZnSO04, PbHCO+

3 ZnHCO+3 , ZnCO0

3 , Zn2+, ZnB(OH)+4

Maët khaùc, saét trong buøn kinh raïch coù haøm löôïng raát cao 1200 – 7000 ppm. Trong luùc ñoù, noàng ñoä saét trong moâi tröôøng maën vaø pheøn Tam Thoân Hieäp cuõng nhö vuøng kinh Bo Bo ñeàu raát cao 700 – 4000 ppm. Nhö vaäy, khi ñoå buøn kinh raïch vaøo caùc vuøng naøy seõ laøm taêng ñaùng keå noàng ñoä ñoäc chaát saét.

Ngoaøi ra, khi ñoå buøn kinh raïch thaønh phoá maø trong noù coù chöùa moät löôïng lôùn sulphate (SO4

2- = 2651 ppm – 6852 ppm) vaøo caùc vuøng treân, nôi voán ñaõ coù noàng ñoä sulphate raát cao, töø 1000 ppm – 10000 ppm thì coù nghóa laø löôïng ñoäc chaát sulphate trong moâi tröôøng vuøng naøy caøng taêng cao.

Trong moâi tröôøng maën, lôï vaø pheøn, caùc vi sinh vaät coù ích ñaõ bò tieâu dieät gaàn heát khoâng coøn khaû naêng phaân huûy xaùc höõu cô. Theo lyù thuyeát, vôùi moät lieàu löôïng nhoû vöøa ñuû, coù theå laøm ñoäc toá KLN trôû thaønh nguyeân toá vi löôïng caàn thieát cho caây troàng. Hoaëc cuõng coù theå duøng vi sinh vaät ñeå bieán ñoåi daïng toàn taïi hay "aên" ñoäc chaát KLN, laøm maát tính ñoäc cuûa chuùng. Ví duï, vi sinh vaät thiobacilus feroxidances coù khaû naêng soáng toát ôû moâi tröôøng chua pH = 1,7 - 3,5, noù söû duïng Pb nhö nhöõng thöùc aên, do ñoù noù seõ laøm giaûm Pb trong buøn kinh raïch. Hoaëc laø, thí nghieäm duøng vi khuaån saprophyse vôùi löôïng taêng daàn töø 1,5 - 15,0 vaø 60 ñôn vò cho vaøo caùc loaïi buøn coù chöùa Cd (daïng CdSO4), ñaõ laøm giaûm noàng ñoä Cd töông öùng laø 9% - 49% vaø 59%. Cuõng coù theå söû duïng vi sinh vaät microbacteria

101

ñeå laøm giaûm noàng ñoä Cd (daïng CdCl2) coù maët nhieàu trong buøn maën. Cuõng coù theå duøng xaï khuaån laøm giaûm löôïng ñoäc chaát KLN. Ví duï, ngöôøi ta ñaõ thaønh coâng khi duøng xaï khuaån ñeå laøm giaûm 88 - 90% noàng ñoä Cd trong buøn ñaùy…

Buøn kinh raïch thaønh phoá ngoaøi söï giaøu ñaïm, laân, kali, muøn, giaøu KLN ñoäc haïi, laïi coù nhöõng hoùa chaát ñoäc haïi raát nguy hieåm khaùc toàn taïi döôùi daïng phöùc chaát.

Khu vöïc Ñoàng baèng soâng Cöûu Long (ÑBSCL) coù heä thoáng kinh raïch daøy ñaëc vaø nhöõng vuøng cöûa soâng roäng lôùn. Ñaõ coù nhieàu nghieân cöùu xaùc ñònh haøm löôïng caùc KLN tích tuï trong buøn ñaùy. Keát quaû phaân tích caùc maãu buøn ñaùy cuûa moät soá vuøng soâng raïch khu vöïc ÑBSCL cho thaáy haøm löôïng KLN trong buøn ñaùy doïc caùc soâng vaø ngoaøi bieån ven bôø khoâng khaùc nhau roõ reät. Keát quaû phaân tích haøm löôïng KLN trong buøn ñaùy ñöôïc trình baøy trong baûng 2.15.

Baûng 2.15: Haøm löôïng trung bình KLN cuûa buøn ñaùy trong ñaát lieàn vaø ven bieån Haøm löôïng trong buøn ñaùy (% khoái löôïng)

Nguyeân toá Trong ñaát lieàn Ngoaøi bieån

Pb 0,003 - 0,007 0,003 - 0,007

Cd 0,002 - 0,004 0,0001 - 0,0005

Zn 0,01 - 0,016 0,008 - 0,015

Co 0,001 - 0,003 0,001 - 0,003

Ni 0,004 - 0,007 0,0004 - 0,001

(Nguoàn: EPC, 1993)

Ngoaøi aûnh höôûng raát quan troïng cuûa vieäc tích tuï KLN trong nöôùc thaûi coâng nghieäp ôû vuøng cöûa soâng thì söï gia taêng moái nguy haïi moâi tröôøng taïo ra bôûi söï gia taêng caùc laéng tuï cuûa caùc nguyeân toá vi löôïng trong phaân chuoàng duøng ñeå boùn thöïc vaät cuõng heát söùc quan troïng. Noù phuï thuoäc vaøo toác ñoä thoaùt ra cuûa nguyeân toá vi löôïng khoûi lôùp ñaát maët qua caùc tieán trình haáp thuï, xoùi moøn vaø phuï thuoäc vaøo vieäc coù hay khoâng caùc nguyeân toá coøn laïi coù saün ôû trong caây hay hình thaønh theo söï laéng tuï. Möùc ñoä phaân ly vaø lieân keát phuï thuoäc vaøo nhöõng nguyeân toá veát vaø ñieàu kieän moâi tröôøng kieàm, Mo, Cu, Ag, Se coù theå tích tuï laâu daøi. Trong khi F, B coù theå hoøa tan ñuû ñeå taùch ra khoûi ñaát maët theo söï laéng tuï (Pendia vaø Pendias, 1985).

102

Noùi chung, tuøy theo möùc ñoä nguy hieåm maø ta coù theå chia buøn laéng ra thaønh ba loaïi:

- Loaïi khoâng oâ nhieãm hoaëc ít oâ nhieãm khoâng caàn xöû lyù tröôùc khi söû duïng.

- Loaïi oâ nhieãm caàn phaûi ñöôïc xöû lyù tröôùc khi söû duïng ñeå ngaên chaën haäu quaû xaûy ra cho moâi tröôøng. Möùc ñoä oâ nhieãm coù theå chia thaønh boán loaïi: nheï, trung bình, naëng vaø raát naëng.

- Loaïi buøn laéng oâ nhieãm höõu cô coù chöùa haøm löôïng N, P, K khaù cao. Ñaây laø chaát dinh döôõng cho caây troàng coù theå taän duïng laøm phaân boùn.

Phaân loaïi vaø xöû lyù buøn laéng oâ nhieãm coøn laø vaán ñeà môùi ñoái vôùi caùc nöôùc ñang phaùt trieån, caùc nöôùc Ñoâng Nam AÙ.

Nöôùc vaø buøn coáng raõnh ôû thaønh phoá nhö soâng Toâ Lòch (Haø Noäi), kinh Nhieâu Loäc - Thò Ngheø, Taân Hoùa, Loø Goám, Taøu Huû (TP Hoà Chí Minh) laø hoãn hôïp goàm raùc sinh hoaït vaø chaát thaûi coâng nghieäp thaønh phoá, maø thaønh phaàn höõu cô, voâ cô, kim loaïi vöøa taïo neân caùc hoãn hôïp phöùc chaát hoaëc ñôn chaát vöøa coù muøn, caùt, hôi khí, nöôùc, vöøa coù vi sinh vaät vöøa coù ñoäng vaät.

Baûng 2.16: Trò soá trung bình KLN trong buøn coáng raõnh thaønh phoá (ppm) Buøn coáng raõnh Al Fe Mn Cu Zn Pb Ni Cd Cr Hg

Buøn coáng raõnh thaønh phoá 728 237 150 565 222 520 100 28 104 5

Buøn nhaø maùy deät 00 0 394 0 129 63 4 249

Buøn nhaø maùy röôïu 81 864 29 18 2 0

Buøn nhaø maùy cheá bieán goã 53 255 42 119 2 117

122 81

(Nguoàn: Tan et, al, 1971; Wild, 1993).

Haøm löôïng lôùn cuûa caùc nguyeân toá Cd, Cu, Ni, Zn chaéc chaén gaây ñoäc ñoái vôùi ñaát canh taùc. Caây troàng vaø vaät nuoâi treân ñaát buøn naøy coù theå laøm taêng haøm löôïng KLN trong caùc moâ cuûa ñoäng thöïc vaät vaø toàn ñoïng taïi ñaây. Con ngöôøi, ñoäng vaät seõ bò gaây ñoäc khi aên phaûi nhöõng thöùc aên töø thöïc vaät coù chöùa caùc haøm löôïng KLN naøy.

103

Caâu hoûi 1. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán ñoäc chaát trong moâi tröôøng ñaát? 2. Baïn haõy neâu moät soá ñoäc chaát coù trong moâi tröôøng ñaát pheøn vaø aûnh

höôûng cuûa chuùng ñeán caây troàng vaø sinh vaät ? 3. Baïn haõy neâu moät soá ñoäc chaát coù trong moâi tröôøng ñaát maën vaø aûnh

höôûng cuûa chuùng ñeán caây troàng vaø sinh vaät ? 4. Baïn haõy neâu moät soá bieän phaùp canh taùc vaø caûi taïo vaø phoøng

choùng ñoái vôùi hieän töôïng nhieãm pheøn? 5. Baïn haõy neâu moät soá bieän phaùp canh taùc vaø caûi taïo vuøng ñaát bò

nhieãm maën? 6. Baïn haõy neâu nguoàn goác vaø aûnh höôûng cuûa hieän töôïng oâ nhieãm caùc

ñoäc chaát phoùng xaï trong moâi tröôøng ñaát? 7. Baïn haõy neâu nguoàn goác vaø aûnh höôûng cuûa hieän töôïng oâ nhieãm

daàu trong moâi tröôøng ñaát? 8. Baïn haõy keå moät soá ñoäc chaát sinh ra töø quaù trình tích luõy phaân boùn

vaø thuoác baûo veä thöïc vaät? 9. Baïn haõy neâu nhöõng ñoäc chaát trong möa acid vaø caùc aûnh höôûng cuûa

noù ñeán moâi tröôøng ñaát? 10. Baïn haõy neâu caùc nguoàn chính gaây oâ nhieãm kim loaïi naëng trong

ñaát? Taøi lieäu tham khaûo

1. Leâ Huy Baù, Nhöõng vaán ñeà veà moâi tröôøng ñaát pheøn Nam Boä, NXB thaønh phoá Hoà Chí Minh, 1982

2. Leâ Huy Baù, Nguyeãn Ñöùc An, Quaûn trò moâi tröôøng noâng laâm- ngö nghieäp, NXB Noâng nghieäp, Haø Noäi, 1996

3. Nguyeãn vaên Boä, Muter E, Boùn phaân caân ñoái-bieän phaùp hieäu quaû

103

CHÖÔNG 3

ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG NÖÔÙC (WATER ECOTOXICOLOGY)

3.1. TOÅNG QUAN VEÀ ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG NÖÔÙC Ñoäc chaát hoïc trong moâi tröôøng nöôùc (water ecotoxicology) laø moät

moân khoa hoïc nghieân cöùu veà nguoàn goác, dieãn bieán ñoäc chaát, ñoäc tính ñoái vôùi caùc sinh vaät thuûy sinh cuõng nhö ngöôøi vaø ñoäng vaät söû duïng nguoàn nöôùc ñoù. Taùc ñoäng ñoäc bao goàm gaây cheát vaø gaây toån thöông, chaúng haïn laøm roái loaïn quaù trình phaùt trieån, sinh saûn, caùc phaûn öùng vaän ñoäng, döôïc lyù, beänh lyù, sinh hoùa, sinh lyù hoïc, hoaït ñoäng. Taùc ñoäng coøn coù theå tính döïa treân soá löôïng caù theå bò cheát, tæ leä tröùng khoâng nôû, nhöõng thay ñoåi veà chieàu daøi vaø troïng löôïng, tæ leä enzym bò öùc cheá, soá löôïng caù theå dò daïng,… Ñoäc chaát hoïc moâi tröôøng nöôùc coøn lieân quan ñeán noàng ñoä hay soá löôïng caùc hoùa chaát coù theå toàn taïi trong nöôùc, trong buøn hay trong nguoàn thöùc aên. Do ñoù, noù bao goàm caùc nghieân cöùu veà söï di chuyeån, phaân boá, bieán ñoåi vaø daïng sau cuøng cuûa hoùa chaát trong moâi tröôøng nöôùc.

Do nhöõng tính chaát treân, ñoäc hoïc moâi tröôøng nöôùc laø moät lónh vöïc nghieân cöùu ña ngaønh. Hieåu roõ veà caùc taùc nhaân hoùa hoïc (söï thuûy phaân, söï quang phaân, söï oxy hoùa), lyù hoïc (chaúng haïn, caáu truùc phaân töû, tính tan, tính bay hôi vaø tính haáp thuï), sinh hoïc (chaúng haïn söï bieán ñoåi sinh hoïc) coù theå aûnh höôûng ñeán noàng ñoä ñoäc chaát trong moâi tröôøng nhö theá naøo laø moät vieäc raát caàn thieát, nhaèm hieåu roõ cô cheá hoaït ñoäng cuûa moät hôïp chaát coù tính ñoäc tieàm taøng trong moâi tröôøng vaø cô cheá phaûn öùng cuûa moâi tröôøng, ñeå ñaùnh giaù khaû naêng phaûn öùng cuûa caùc sinh vaät thuûy sinh. Do ñoù, kieán thöùc veà sinh thaùi nöôùc, sinh lyù hoïc, sinh hoùa hoïc, moâ hoïc… laø raát caàn cho nhaø nghieân cöùu ñeå hieåu roõ caùc taùc ñoäng cuûa caùc hôïp chaát ñoäc ñoái vôùi caùc sinh vaät thuûy sinh, ñoäng vaät vaø con ngöôøi duøng ñeán nöôùc.

Moâi tröôøng nöôùc raát phöùc taïp vaø ña daïng. Noù bao goàm caùc heä sinh thaùi khaùc nhau nhö soâng suoái, ao, hoà, cöûa soâng, bieån ven bôø vaø ngoaøi khôi ñaïi döông maø trong ñoù coù raát nhieàu thaønh phaàn voâ sinh vaø höõu sinh. Caùc thaønh phaàn höõu sinh bao goàm thöïc vaät, ñoäng vaät, vi sinh vaät soáng trong nhöõng oå sinh thaùi rieâng cuûa töøng loaïi trong moãi heä sinh thaùi. Caùc

104

thaønh phaàn voâ sinh bao goàm moâi tröôøng vaät lyù (nöôùc, chaát neàn, vaät lieäu traàm tích,…) trong ranh giôùi cuûa heä sinh thaùi. Moãi heä sinh thaùi döôùi nöôùc laø moät saûn phaåm cuûa söï thoáng nhaát phöùc taïp giöõa caùc thaønh phaàn soáng vaø khoâng soáng.

Do caùc heä sinh thaùi tham gia vaøo caùc moái töông taùc phöùc taïp cuûa caùc taùc nhaân lyù, hoùa vaø sinh hoïc neân ñeå hieåu vaø xaùc ñònh moät phaûn öùng cuûa moät heä thoáng ñoái vôùi moät chaát ñoäc naøo ñoù laø raát khoù, neáu nhö caùc moái lieân heä giöõa caùc thaønh phaàn trong heä thoáng ñoù khoâng ñöôïc xaùc ñònh roõ raøng. Vieäc ñaùnh giaù laïi caøng phöùc taïp hôn nöõa do khaû naêng thích nghi cuûa caùc thaønh phaàn höõu sinh vaø ña daïng loaøi trong heä sinh thaùi ñoù (laø moät yeáu toá thöôøng thay ñoåi theo thôøi gian) vaø nhöõng söï khaùc bieät veà caùc phaûn hoài caáu truùc vaø chöùc naêng giöõa caùc thaønh phaàn höõu sinh. Nhöõng khaùc bieät nhoû trong moâi tröôøng vaät lyù vaø hoùa hoïc cuõng nhö caáu taïo loaøi cuõng gaây ra nhöõng khaùc bieät lôùn veà ñoäc tính cuûa hoùa chaát vaø daãn ñeán nhöõng taùc ñoäng khaùc nhau treân heä sinh thaùi. Do ñoù, caùc ñieàu kieän cuï theå taïi moät vuøng cuï theå phaûi ñöôïc xaùc ñònh trong vieäc ñaùnh giaù ñoä nguy hieåm tieàm taøng cuûa ñoäc chaát.

Taát caû caùc heä sinh thaùi nöôùc ñeàu coù moät ñieåm chung laø caùc loaøi sinh vaät trong moâi tröôøng naøy (ñoäng, thöïc vaät vaø vi sinh vaät) chaéc chaén soáng ngaäp trong nöôùc suoát cuoäc ñôøi chuùng. Ñaây laø moät ñieåm caàn löu yù do caùc heä sinh thaùi nöôùc coù theå trôû thaønh nôi tieáp nhaän nhieàu loaïi ñoäc chaát khaùc nhau.

Caùc loaïi ñoäc chaát trong moâi tröôøng nöôùc – Chaát höõu cô deã bò phaân huûy sinh hoïc hoaëc caùc chaát tieâu thuï

oxygen: Ñoù laø saûn phaåm töø caùc coáng nöôùc thaûi sinh hoaït, chaát thaûi coâng nghieäp, traïi chaên nuoâi. Nöôùc bò oâ nhieãm höõu cô ñoøi hoûi moät löôïng oxy cao cung caáp cho vi khuaån ñeå töï laøm saïch, laøm suy kieät haøm löôïng oxy hoøa tan trong nöôùc, daãn tôùi cheát toâm, caù. Ngoaøi ra, saûn phaåm töø söï phaân huûy caùc chaát höõu cô coøn coù theå laø caùc chaát ñoäc ñoái vôùi sinh vaät thuûy sinh.

– Caùc taùc nhaân gaây beänh: goàm caùc loaøi sinh vaät laây nhieãm ñöôïc ñöa vaøo nguoàn nöôùc qua con ñöôøng nöôùc thaûi.

– Chaát dinh döôõng thöïc vaät: laø nhöõng chaát dinh döôõng cuûa caùc loaøi thuûy thöïc vaät, chuû yeáu laø carbon, nitrogen, phoát pho. Haøm löôïng caùc chaát naøy coù theå gia taêng maïnh taïi vuøng nhaän nöôùc thaûi sinh hoaït, coâng nghieäp vaø noâng nghieäp. Vaán ñeà naûy sinh khi coù quaù nhieàu chaát dinh döôõng laøm

105

phaùt trieån caùc loaøi thöïc vaät nöôùc, khi chuùng cheát ñi laïi gaây oâ nhieãm höõu cô cho nguoàn nöôùc.

– Caùc chaát hoùa hoïc höõu cô toång hôïp - beàn vöõng: coù nguoàn goác töø caùc chaát taåy röûa, thuoác tröø saâu, thuoác kích thích sinh tröôûng, thuoác dieät coû, chaát hoùa hoïc coâng nghieäp, chaát thaûi töø caùc khu saûn xuaát. Caùc hoùa chaát naøy coù ñoäc tính cao ñoái vôùi sinh vaät, gaây ra muøi vò khoù chòu vaø laøm caûn trôû quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi. Moät soá chaát coù ñoäc tính cao chæ vôùi noàng ñoä raát thaáp; soá khaùc, tuy coù ñoäc tính thaáp nhöng coù khaû naêng tích tuï vaø gaây ñoäc qua maïng löôùi thöùc aên.

– Caùc chaát hoùa hoïc voâ cô vaø khoaùng chaát: goàm caùc kim loaïi, caùc ion voâ cô, caùc khí hoøa tan, daàu moû, caùc chaát raén vaø nhieàu hôïp chaát hoùa hoïc khaùc. Chuùng coù nguoàn goác töø coâng nghieäp khai thaùc moû, quaù trình saûn xuaát, hoaït ñoäng cuûa caùc daøn khoan daàu, saûn xuaát noâng nghieäp, coâng nghieäp, caùc hieän töôïng töï nhieân nhö xoùi moøn, phong hoùa, luõ luït… Caùc hoùa chaát naøy aûnh höôûng ñeán quaù trình laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc, huûy dieät ñôøi soáng caùc loaøi thuûy sinh, aên moøn caùc coâng trình döôùi nöôùc.

– Chaát phoùng xaï: oâ nhieãm phoùng xaï baét nguoàn töø vieäc ñaøo vaø khai thaùc moû quaëng phoùng xaï, hoaït ñoäng cuûa caùc loø phaûn öùng haït nhaân, chaát thaûi phoùng xaï khoâng ñöôïc quaûn lyù chaët cheõ. Caùc chaát naøy laøm cheát hoaëc laøm thay ñoåi di truyeàn, hoaït ñoäng trao ñoåi chaát, quaù trình sinh saûn vaø phaùt trieån cuûa sinh vaät nhö toâm, caù, ruøa.

Caùc loaïi ñoäc chaát naøy seõ coù cô cheá hoaït ñoäng phöùc taïp hôn khi tham gia vaøo caùc phaûn öùng, töông taùc qua laïi giöõa chuùng vôùi nhau vaø vôùi moâi tröôøng.

3.2. QUAÙ TRÌNH TRAÀM TÍCH, BAY HÔI, PHAÂN TAÙN CUÛA ÑOÄC CHAÁT TRONG MOÂI TRÖÔØNG NÖÔÙC Trong moâi tröôøng nöôùc, noàng ñoä, söï di chuyeån, bieán ñoåi vaø ñoäc tính

cuûa ñoäc chaát tröôùc heát bò kieåm soaùt bôûi: (1) caùc ñaëc tính lyù hoïc, hoùa hoïc cuûa hôïp chaát; (2) caùc ñaëc tính lyù, hoùa, sinh hoïc cuûa heä sinh thaùi vaø (3) nguoàn vaø tæ leä cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng.

Caùc ñaëc tính lyù hoùa hoïc cuûa hôïp chaát hoùa hoïc laø raát quan troïng, bao goàm caáu truùc phaân töû, tính tan trong nöôùc, aùp suaát bay hôi. Tính oån ñònh cuûa söï thuûy phaân, quang phaân, phaân huûy sinh hoïc, boác hôi, haáp thuï, thoâng khí, söï töï laøm saïch bôûi caùc vi sinh vaät vaø coù söï tham gia cuûa caùc caëp moâi

106

tröôøng (khoâng khí - nöôùc; traàm tích buøn - nöôùc) cuõng cung caáp nhöõng thoâng tin quan troïng.

Moät soá yeáu toá cuûa moâi tröôøng nöôùc coù theå aûnh höôûng ñeán tính ñoäc cuûa hoùa chaát, chaúng haïn theå tích nguoàn nöôùc vaø dieän tích beà maët, nhieät ñoä, ñoä maën, pH, doøng chaûy, ñoä saâu, haøm löôïng chaát lô löûng, kích côõ haït traàm tích vaø haøm löôïng carbon trong traàm tích buøn.

Tæ leä trung bình cuûa ñoäc chaát trong nguoàn thaûi vaøo moâi tröôøng nöôùc laø quan troïng trong vieäc döï ñoaùn noàng ñoä ñoäc chaát trong moâi tröôøng. Tuy nhieân, tæ leä trung bình cuûa nguoàn vaøo vaø toác ñoä xaû thaûi cao trong thôøi gian ngaén do saûn xuaát thì raát khoù ñeå öôùc tính neân coù tính khoâng chính xaùc cao. Thoâng tin veà noàng ñoä cô baûn cuûa ñoäc chaát vaø caùc saûn phaåm bieán ñoåi trung gian cuõng raát quan troïng trong vieäc tính toaùn noàng ñoä cuûa chuùng trong moâi tröôøng nöôùc.

Caùc loaïi thoâng tin treân khoâng chæ ñöôïc söû duïng ñeå tính noàng ñoä hoùa chaát trong moâi tröôøng maø coøn duøng ñeå xaùc ñònh: (1) ñoäng hoïc cuûa hoùa chaát vaø caùc phaàn cuûa moâi tröôøng nöôùc trong ñoù noù coù theå bò phaân taùn; (2) caùc loaïi ñoäc chaát vaø caùc phaûn öùng sinh hoïc coù theå xaûy ra trong quaù trình di chuyeån vaø sau khi laéng tuï; (3) daïng saûn phaåm sau cuøng vaø (4) tính beàn vöõng cuûa ñoäc chaát.

Kieán thöùc veà caùc ñaëc tính lyù hoùa hoïc cuûa hôïp chaát hoùa hoïc cho pheùp döï ñoaùn veà caùc bieán ñoåi cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng nöôùc. Chaúng haïn, caùc hoùa chaát coù aùp suaát bay hôi cao vaø tính tan trong nöôùc thaáp coù khuynh höôùng khueách taùn töø nöôùc vaøo trong khoâng khí (bay hôi). Caùc ñoäc chaát coù aùp suaát bay hôi thaáp vaø tính tan trong nöôùc thaáp thöôøng laéng xuoáng ñaùy, caùc hoùa chaát coù tính tan cao thöôøng toàn taïi trong nöôùc. Caùc hoùa chaát tan trong nöôùc coù ñoä phaân taùn roäng vaø ñoàng nhaát hôn caùc hoùa chaát ít tan trong nöôùc.

Trong nöôùc, moät ñoäc chaát coù theå toàn taïi döôùi ba daïng khaùc nhau vaø ñeàu coù theå aûnh höôûng ñeán taùc ñoäng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät, ñoù laø: (1) hoøa tan; (2) bò haáp thuï bôûi caùc thaønh phaàn voâ sinh hoaëc höõu sinh vaø lô löûng trong nguoàn nöôùc hoaëc laéng tuï xuoáng ñaùy vaø (3) tích tuï trong cô theå sinh vaät. Caùc chaát hoøa tan trong nguoàn nöôùc deã bò caùc sinh vaät haáp thuï. Caùc ñoäc chaát kî nöôùc coù theå laéng xuoáng buøn ñaùy, ôû daïng keo, khoù bò sinh vaät haáp thuï. Tuy nhieân, cuõng coù moät soá sinh vaät ñaùy coù theå söû duïng chuùng qua ñöôøng tieâu hoùa hay hoâ haáp. Caùc ñoäc chaát trôû thaønh traàm tích ñaùy coù

107

theå taùi hoaït ñoäng khi lôùp traàm tích bò xaùo troän. Ñoäc chaát coù theå tích tuï trong cô theå sinh vaät taïi caùc moâ khaùc nhau, qua quaù trình trao ñoåi chaát vaø thaûi trôû laïi moâi tröôøng nöôùc qua con ñöôøng baøi tieát.

Ñoäc chaát tan trong nöôùc coù theå toàn taïi beàn vöõng vaø duy trì ñöôïc caùc ñaëc tính lyù hoùa cuûa chuùng trong khi di chuyeån vaø phaân boá trong moâi tröôøng nöôùc. Ñoäc chaát beàn vöõng coù theå tích tuï trong moâi tröôøng ñeán möùc gaây ñoäc. Ñaùnh giaù tính beàn vöõng cuûa ñoäc chaát, ngöôøi ta ñöa ra ñaïi löôïng “thôøi gian baùn phaân huûy” cuûa chuùng. Ñoäc chaát cuõng coù theå bieán ñoåi thaønh daïng khaùc do caùc bieán ñoåi voâ cô vaø höõu cô. Caùc phaûn öùng bieán ñoåi voâ cô öu theá trong moâi tröôøng nöôùc laø thuûy phaân, oxy hoùa, quang phaân. Caùc phaûn öùng voâ cô coù theå cho ra moät ñoäc chaát, ñoäc chaát naøy coù theå hoaëc khoâng theå tham gia vaøo quaù trình bieán ñoåi sinh hoïc. Caù, nhuyeãn theå, vi sinh vaät vaø thöïc vaät bieán ñoåi ñoäc chaát qua nhieàu quaù trình bieán ñoåi sinh hoïc khaùc nhau sau khi bò chuùng haáp thuï. Caùc quaù trình bieán ñoåi sinh hoïc naøy khaùc hoaøn toaøn vôùi caùc phaûn öùng quang hoùa vaø bieán ñoåi voâ cô xaûy ra trong moâi tröôøng nöôùc. Caùc vaän chuyeån sinh hoïc qua trung gian laø caùc thöïc vaät vaø ñoäng vaät aûnh höôûng ñeán noàng ñoä caùc hoùa chaát trong moâi tröôøng. Tuy nhieân, ñoái vôùi haàu heát caùc hôïp chaát höõu cô trong moâi tröôøng nöôùc, caùc taùc ñoäng cuûa chuùng raát ñaùng keå khi so vôùi caùc saûn phaåm cuûa quaù trình bieán ñoåi vi sinh. Noùi chung, vaän chuyeån sinh hoïc coù khuynh höôùng laøm thoaùi hoùa caùc hoùa chaát thaønh daïng ít tính ñoäc hôn, coù cöïc hôn vaø tan trong nöôùc. Tuy nhieân, thöïc teá khoâng phaûi luoân luoân nhö vaäy, ñoâi khi saûn phaåm bieán ñoåi coù theå coù tính ñoäc hôn.

3.3. CAÙC YEÁU TOÁ MOÂI TRÖÔØNG AÛNH HÖÔÛNG ÑEÁN ÑOÄC TÍNH 3.3.1. Caùc yeáu toá lieân quan ñeán söï ngoä ñoäc Vôùi moät ñoäc chaát, khi chuyeån ñoåi ñeå taïo ra moät phaûn öùng coù haïi

hay taùc ñoäng ñoäc leân thuûy sinh, ñoäc chaát ñoù phaûi tieáp xuùc, phaûn öùng vôùi moät vò trí tieáp nhaän töông thích treân sinh vaät vôùi noàng ñoä ñuû cao vaø thôøi gian ñuû daøi. Noàng ñoä vaø thôøi gian caàn cho taùc ñoäng ñoäc coù hieäu quaû thay ñoåi tuøy theo töøng loaïi hoùa chaát, loaøi sinh vaät, tính nguy hieåm cuûa taùc ñoäng. Söï tieáp xuùc vôùi chaát ñoäc gaây neân phaûn öùng cuûa sinh vaät, laøm toån haïi sinh vaät hay gaây töû vong goïi laø söï ngoä ñoäc. Trong vieäc ñaùnh giaù ñoäc tính, nhaân toá quan troïng nhaát lieân quan ñeán söï ngoä ñoäc laø loaïi, ñoä daøi vaø taàn soá ngoä ñoäc, cuõng nhö noàng ñoä cuûa ñoäc chaát.

108

Caùc sinh vaät nöôùc coù theå bò taùc ñoäng bôûi caùc ñoäc chaát coù trong nöôùc, buøn traàm tích hay trong thöùc aên. Caùc ñoäc chaát tan trong nöôùc thì hoaït ñoäng hôn caùc hoùa chaát khoâng tan trong nöôùc laø nhöõng hoùa chaát thöôøng keát noái vôùi caùc vaät theå lô löûng, chaát höõu cô,... Caùc chaát tan trong nöôùc coù theå xaâm nhaäp cô theå sinh vaät qua toaøn boä dieän tích beà maët cô theå, qua mang, qua mieäng. Caùc ñoäc chaát trong thöùc aên coù theå bò haáp thuï qua ñöôøng tieâu hoùa. Caùc ñoäc chaát ñöôïc haáp thuï coù theå xaâm nhaäp cô theå sinh vaät thoâng qua da, mang; chuùng seõ taùch khoûi “giaù theå” vaø taùc ñoäng leân sinh vaät. Söï ngoä ñoäc coù theå taùc ñoäng leân caùc yeáu toá nhö söï haáp thuï, söï phaân boá, söï trao ñoåi sinh hoïc, söï baøi tieát, qua ñoù coù theå xaùc ñònh ñöôïc ñoäc tính cuûa hoùa chaát.

Caùc taùc haïi cuûa taùc ñoäng ñoäc coù theå dieãn ra qua quaù trình ngoä ñoäc caáp tính hay maõn tính (xem chöông 1). Söï ngoä ñoäc maõn tính ban ñaàu cuõng coù theå taïo ra moät soá taùc ñoäng caáp tính, ngay töùc thì nhö söï ngoä ñoäc caáp tính, ngoaøi nhöõng taùc ñoäng keùo daøi, maõn tính. Noùi chung, moät söï ngoä ñoäc caáp tính lieân quan ñeán giai ñoaïn sinh tröôûng, thaäm chí coù khi, ñeán voøng ñôøi cuûa moät caù theå trong khi söï ngoä ñoäc maõn tính lieân quan ñeán caû giai ñoaïn daøi cuûa cuoäc soáng caù theå vaø coù theå keùo daøi treân nhieàu theá heä cuûa loaøi ñoù.

3.3.2. Caùc taùc nhaân lieân quan ñeán sinh vaät Caùc loaøi khaùc nhau coù tính nhaïy khaùc nhau ñoái vôùi töøng loaïi ñoäc

chaát. Ñieàu naøy coù theå laø do söï khaùc nhau veà khaû naêng bò taùc ñoäng ñoái vôùi töøng loaøi nhaát ñònh. Tæ leä vaø kieåu trao ñoåi chaát cuõng lieân quan ñeán tính nhaïy caûm cuûa sinh vaät. Söï khaùc bieät veà tính nhaïy ñoái vôùi ñoäc chaát ôû caùc loaøi caù ñaõ ñöôïc khaûo saùt vaø cho thaáy laø do yeáu toá di truyeàn. Cheá ñoä thöùc aên cuõng aûnh höôûng ñeán taùc ñoäng cuûa ñoäc chaát, do taïo ra nhöõng thay ñoåi trong cô theå töø caùc cô caáu sinh hoïc, lyù hoïc, toång hôïp vaø cuõng do baûn chaát töï nhieân cuûa sinh vaät. Caùc con non vaø aáu truøng laø nhöõng sinh vaät deã bò toån thöông nhaát so vôùi caùc con tröôûng thaønh, coù theå do cô cheá thích nghi cuûa chuùng chöa ñöôïc hoaøn thieän, keå caû khoái löôïng chaát baøi tieát khaùc nhau ôû moãi ñoä tuoåi cuõng aûnh höôûng ñeán ñoäc tính.

Caùc taùc nhaân moâi tröôøng ngoaøi Caùc taùc nhaân moâi tröôøng coù theå aûnh höôûng ñeán ñoäc tính cuûa moät

chaát ñoäc bao goàm caùc taùc nhaân lieân quan ñeán khaû naêng hoaït ñoäng cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng nöôùc, chaúng haïn haøm löôïng oxy hoøa tan, pH,

109

nhieät ñoä, chaát lô löûng. Ñoäc tính cuûa chaát ñoäc coøn coù theå bò aûnh höôûng bôûi söï keát hôïp cuûa hoùa chaát. Moät ñoäc chaát trong moâi tröôøng oâ nhieãm coù theå coù ñoäc tính cao hôn chính noù neáu ôû daïng tinh chaát. Caùc yeáu toá khaùc lieân quan ñeán ñoäc tính cuûa ñoäc chaát laø caùc ñaëc tính lyù, hoùa hoïc cuûa noù nhö ñoä hoøa tan, aùp suaát bay hôi vaø pH. Nhöõng yeáu toá naøy aûnh höôûng ñeán khaû naêng hoaït ñoäng, ñoä beàn vöõng, söï bieán ñoåi, daïng gaây ñoäc sau cuøng cuûa hoùa chaát trong moâi tröôøng nöôùc.

• Nhieät ñoä nöôùc Nhieät ñoä trong moâi tröôøng nöôùc coù theå laøm taêng, giaûm hay khoâng

aûnh höôûng ñeán ñoäc tính, tuøy thuoäc vaøo loaïi ñoäc toá, loaøi sinh vaät, tuøy thuoäc ñieàu kieän cuï theå cuûa töøng tröôøng hôïp. Hieän nay coù ít nghieân cöùu veà aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä leân ñoäc chaát trong söï ngoä ñoäc maõn tính. Trong söï nhieãm ñoâïc caáp tính, khoaûng thôøi gian ñeà khaùng ñoái vôùi moät lieàu gaây cheát cuûa ñoäc toá seõ thay ñoåi khi nhieät ñoä thay ñoåi. Vaø khoaûng thôøi gian naøy daøi ra hay ngaén ñi döôùi taùc duïng cuûa nhieät ñoä coøn tuøy thuoäc vaøo loaøi sinh vaät hay loaïi ñoäc toá, ñoäc chaát.

Keõm, thuûy ngaân, phenol, naphthenic acid seõ taêng ñoäc tính ôû nhieät ñoä nöôùc thaáp. Muoái cyanide, hydrogen sulfide, moät soá thuoác tröø saâu (eldrin, DDT, permethrin,...) taêng ñoäc tính khi nhieät ñoä nöôùc taêng.

Tuy nhieân, cuõng coù moät soá tröôøng hôïp ñaëc bieät cho thaáy ñoäc tính thay ñoåi theo nhieät ñoä, taêng hay giaûm laïi tuøy thuoäc vaøo loaøi sinh vaät. Caù hoài Ñaïi Taây Döông coù ngöôõng LC50 ôû nhieät ñoä 19oC cao hôn ngöôõng ôû nhieät ñoä 3oC hay 5oC ñoái vôùi ñoäc tính cuûa keõm. Caù tueá ñaàu deïp laïi coù ngöôõng LC50 cao gaáp 3 laàn ôû nhieät ñoä 15oC so vôùi nhieät ñoä 25oC ñoái vôùi ñoäc tính cuûa keõm.

Giaûi thích cho aûnh höôûng cuûa nhieät ñoä leân ñoäc tính cuûa ñoäc chaát laø do nhieät ñoä laøm taêng quaù trình ion hoùa, giaûi phoùng ñoäc toá döôùi daïng khoâng lieân keát, deã xaâm nhaäp qua maøng teá baøo. Ví duï, moät söï thay ñoåi nhieät ñoä töø 0oC leân 30oC seõ laøm taêng haøm löôïng NH3 leân gaáp 9 laàn trong cuøng moät ñieàu kieän pH; do ñoù laøm gia taêng ñoäc tính trong moâi tröôøng nöôùc.

Moät nghieân cöùu cho thaáy, söï taùc ñoäng giaùn tieáp nhöng raát quan troïng cuûa nhieät ñoä leân hoaït ñoäng cuûa DDT trong cô theå thuûy sinh vaät, moät taùc ñoäng coù theå giaûi phoùng caùc chaát ñoäc khaùc tích tuï trong moâ môõ cuûa ñoäng vaät. Caù hoài tích tuï thuoác tröø saâu nhieàu hôn trong moâi tröôøng

110

nöôùc aám (Reinert vaø coäng söï, 1974) nhöng söï tích tuï naøy seõ daãn ñeán möùc ñoä töû vong khi loaøi caù naøy bò ñöa vaøo vuøng nöôùc coù nhieät ñoä thaáp hôn vaø nguoàn thöùc aên bò thieáu. DDT ñöôïc giaûi phoùng khoûi caùc moâ döï tröõ vaø gaây ñoäc töùc thì khi caùc moâ môõ ñöôïc hoaït hoùa trong ñieàu kieän thieáu thöùc aên.

• Oxy hoøa tan Ngöôøi ta thöôøng cho raèng, khi löôïng oxy hoøa tan trong nöôùc giaûm seõ

laøm gia taêng ñoâïc tính cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng nöôùc. Tuy nhieân, do caùc nghieân cöùu chöa ñaày ñuû neân keát luaän treân chæ laø moät phaàn cuûa nhöõng aûnh höôûng do haøm löôïng oxy hoøa tan ñoái vôùi ñoäc chaát vaø chæ môùi ñöôïc kieåm chöùng ñoái vôùi ngoä ñoäc caáp tính maø thoâi.

Neáu ñoäc tính cuûa moät chaát phuï thuoäc vaøo pH, noù seõ gia taêng khi löôïng oxy hoøa tan giaûm. Chaúng haïn nhö amonia seõ gia taêng ñoäc tính gaáp 2,5 laàn (Lloyd, 1961). Ñieàu naøy ñöôïc giaûi thích raèng, do löôïng oxy thaáp neân löôïng nöôùc qua mang seõ taêng leân, gaây ra gia taêng pH cuïc boä; vaø do ñoù, laøm gia taêng löôïng amonia chöa ñöôïc ion hoùa, khieán ñoäc tính seõ taêng leân. Thurston vaø coäng söï (1961) phaùt hieän ra raèng, ñoäc tính cuûa amonia ñoái vôùi loaøi caù hoài baûy maøu taêng leân 1,9 laàn khi löôïng oxy hoøa tan giaûm töø 80 xuoáng ñeán 30% möùc baõo hoøa. Baûng 3.1: LC50 cuûa keõm ñoái vôùi caù thaùi döông mang xanh giaûm theo söï

giaûm cuûa löôïng oxy hoøa tan

oxygen (% baõo hoøa) LC50 (mg/l) 67 11,3 38 10,6 21 7,3

Coù theå thaáy raèng, ôû möùc oxygen thaáp nhaát thì LC50 cuûa caù Thaùi döông mang xanh cuõng thaáp hôn haún so vôùi hai möùc treân vaø ñoäc tính cuõng taêng leân gaáp 1,5 laàn so vôùi ñoäc tính ôû möùc oxygen 67%.

Adelman vaø Smith (1972) phaùt hieän ra raèng, H2S seõ taêng ñoäc tính gaáp 1,4 laàn ñoái vôùi caù vaøng khi giaûm löôïng oxygen töø 63% xuoáng coøn 10% ñoä baõo hoøa.

• pH cuûa nöôùc AÛnh höôûng chính cuûa pH leân ñoäc chaát laø söï ion hoùa döôùi söï thay ñoåi

pH. Caùc phaân töû khoâng lieân keát seõ trôû neân ñoäc hôn do chuùng deã xaâm nhaäp vaøo moâ teá baøo hôn.

111

Moät ví duï coå ñieån laø amonia, ñoäc tính cuûa noù ñaõ ñöôïc nghieân cöùu kyõ vaø thöôøng ñöôïc döï ñoaùn qua ñaëc tính cuûa nöôùc. Ion amonia (NH4

+) ít ñoäc hay hoaøn toaøn khoâng ñoäc; trong khi ñoù, daïng töï do NH3 laïi khaù ñoäc, LC50 cuûa caù hoài dao ñoäng töø 0,2 – 0,7 mg/l. Söï gia taêng moät ñôn vò pH trong moät dieän tích nöôùc maët nhaát ñònh seõ laøm gia taêng löôïng NH3 leân 6 laàn vaø ñoàng thôøi gia taêng ñoäc tính.

Cyanide laø moät ñoäc toá khaùc cuõng bò aûnh höôûng bôûi pH. Phaân töû HCN chieám öu theá trong moâi tröôøng acid hoaëc trung tính, nhöng ôû pH lôùn hôn 8,5, moät löôïng ñaùng keå CN- xuaát hieän. Khi ñoù, ñoäc tính seõ giaûm ñi do HCN coù ñoäc tính maïnh gaáp hai laàn daïng ion CN- (Broderius vaø coäng söï, 1977). Cuõng töông töï nhö vaäy ñoái vôùi hydro sulfide, laø chaát maø ñoäc tính chuû yeáu laø do H2S chöù khoâng phaûi do daïng ion lieân keát. AÛnh höôûng cuûa pH raát quan troïng, ôû pH 8,4 daïng H2S chæ chieám 4% toång soá nhöng khi giaûm pH xuoáng coøn 6,0 thì daïng H2S ñaõ taêng leân hôn 90% (NAS/NAE, 1974). LC50 quan saùt ñöôïc cuûa toång sulfide hoøa tan (nghóa laø H2S + HS + S2-) thay ñoåi töø 64 μg/l ôû pH 6,5 leân ñeán 800 μg/l ôû pH 8,7, do daïng H2S maïnh gaáp 15 laàn daïng ion lieân keát (Broderius vaø coäng söï, 1977).

Trong caùc tröôøng hôïp treân, daïng khoâng lieân keát coù ñoäc tính maïnh hôn daïng lieân keát (daïng ion). Ñoái vôùi kim loaïi thì ngöôïc laïi, daïng töï do hay ion ñöôïc cho laø coù ñoäc tính töông ñoái cao.

Moät soá ñoäc toá sinh hoïc thay ñoåi ñoäc tính theo pH, moät soá khaùc khoâng thay ñoåi. Ñoäc tính cuûa chaát dieät coû dinitrophenol giaûm 5 laàn khi pH taêng leân töø 6.9 ñeán 8. Töông töï nhö vaäy, ñoäc tính cuûa 2-4 dichlorophenol giaûm ñi khi pH taêng leân. Ñieàu naøy ñöôïc giaûi thích do pH taêng seõ laøm giaûm daïng khoâng lieân keát. Trong caùc chaát ñoäc sinh hoïc ít bò aûnh höôûng bôûi pH coù rotenone vaø 2,4-dichlorophenoxyacetic acid.

Moät soá chaát khoâng thay ñoåi nhieàu veà ñoäc tính khi pH thay ñoåi, chaúng haïn phenol, chaát hoaït ñoäng beà maët alkyl benzenesulfonate (ABS).

• Ñoä maën Thöïc nghieäm cho thaáy khaû naêng choáng chòu vôùi ñoäc tính cuûa caù

nöôùc maën töông töï nhö loaøi hoï haøng vôùi chuùng soáng trong moâi tröôøng quen thuoäc cuûa chuùng (Klapow vaø Lewis, 1979). Tuy nhieân, moät loaøi caù nhaát ñònh seõ coù nhöõng ngöôõng chòu ñoäc khaùc nhau khi ñoä maën trong nöôùc thay ñoåi. Ñieàu naøy coù theå döï ñoaùn ñöôïc do caùc loaøi caù nöôùc ngoït dö muoái hôn so vôùi moâi tröôøng cuûa chuùng vaø caùc loaøi caù nöôùc maën thieáu muoái hôn

112

so vôùi moâi tröôøng nöôùc bieån. Nhö vaäy, bieän phaùp ñeå traùnh söï thay ñoåi ñoäc tính cuûa ñoäc toá laø duy trì caân baèng muoái trong nöôùc.

Moät nghieân cöùu ñaõ chöùng minh yù kieán treân nhö sau (Herber vaø Shurben, 1965): tieán haønh thöû nghieäm khaû naêng choáng chòu cuûa hai loaøi caù hoài baûy maøu vaø caù hoài Atlantic ñoái vôùi caùc loaïi chaát oâ nhieãm khaùc nhau trong caùc moâi tröôøng nöôùc coù ñoä maën khaùc nhau. Ñoái vôùi keõm vaø ammonium chloride, khaû naêng choáng chòu gia taêng khi ñoä maën gia taêng töø 0% (nöôùc ngoït) ñeán ñieåm ñaúng maën 30 - 40% cuûa nöôùc bieån. Ñoái vôùi keõm, khaû naêng choáng chòu cuûa caù hoài taêng leân 14 laàn coøn ñoái vôùi amonia thì chæ taêng leân 3 laàn. Caùc taùc giaû giaûi thích raèng: coù hieän töôïng ñoä maën taêng leân ñeán ñieåm ñaúng maën, seõ laøm giaûm löôïng nöôùc ñi vaøo cô theå caù (theo gradient noàng ñoä), cuõng ñoàng nghóa vôùi vieäc giaûm söï haáp thuï caùc ion ñoäc chaát.

Nhö vaäy, ñoä maën cuûa moâi tröôøng nöôùc thöïc söï khoâng aûnh höôûng quan troïng ñeán ñoäc tính cuûa ñoäc chaát. Ñieàu quan troïng laø baûn chaát töï nhieân cuûa sinh vaät, laø loaøi nöôùc maën, chòu maën hay nöôùc ngoït seõ thích nghi ñöôïc vôùi söï thay ñoåi ñoä maën nhö theá naøo vaø töø ñoù seõ aûnh höôûng ñeán khaû naêng choáng chòu cuûa chuùng ñoái vôùi ñoäc chaát.

3.4. AÛNH HÖÔÛNG CUÛA ÑOÄC CHAÁT TRONG MOÂI TRÖÔØNG NÖÔÙC 3.4.1. Thuoác tröø saâu Muïc ñích ban ñaàu cuûa thuoác tröø saâu laø ñeå ngaên ngöøa, kieåm soaùt

hoaëc loaïi tröø caùc loaïi saâu haïi. Thuoác tröø saâu ñem lôïi nhuaän laïi cho con ngöôøi töø vieäc kieåm soaùt caùc loaøi saâu boï vaø gaëm nhaám mang vector truyeàn beänh, coû daïi vaø coân truøng coù haïi cho muøa maøng vaø caây coái. Do chuùng ñöôïc taïo ra vôùi muïc ñích tieâu dieät moät soá loaøi nhaát ñònh vaø toàn taïi trong moâi tröôøng moät thôøi gian, thuoác tröø saâu ñöôïc xem nhö laø moät nhoùm ñoäc chaát cho moâi tröôøng nöôùc.

Coù voâ soá hôïp chaát hoùa hoïc khoâng ñöôïc coâng nhaän laø thuoác tröø saâu nhöng laïi ñöôïc söû duïng vaø xeáp vaøo nhoùm thuoác tröø saâu. Chaúng haïn caùc loaïi thuoác dieät coû ñöôïc duøng nhö chaát laøm ruïng laù ñeå taùch laù ra khoûi hoa maøu tröôùc khi söû duïng maùy gaët; chlorine ñöôïc duøng trong caùc heä thoáng laøm laïnh cuûa nhaø maùy nhieät ñieän ñeå ngaên chaën söï phaùt trieån cuûa caùc sinh vaät baùm quanh reã thuûy sinh hay caùc loaïi thöïc vaät troâi noåi khaùc; chaát dieät naám nhö methyl bromide vaø p-dichlorobenzene; chaát ñoäc sinh hoïc cho

113

vaøo oáng khoan ñöôïc duøng trong khai thaùc daàu; vaø nhöõng chaát baûo toàn goã thoâng duïng nhö creosote vaø pentachlorophenol.

Trong quaù khöù, chaát dieät tröø saâu boï chæ goàm moät löôïng nhoû hôïp chaát giöõa ñoàng voâ cô vaø thaïch tín hoaëc coù nguoàn goác töø thöïc vaät nhö loaøi hoa cuùc laù nhoû hay laù traâm baàu, caây thuoác caù. Vieäc söû duïng chaát ñoäc hoùa hoïc toång hôïp môùi phaùt trieån töø theá chieán thöù hai, baét ñaàu baèng vieäc cheá taïo ra DDT, tieáp sau ñoù laø haøng loaït caùc hôïp chaát hoùa hoïc höõu cô toång hôïp khaùc ñöôïc duøng nhö thuoác tröø saâu.

Thuoác tröø saâu laø moät con dao hai löôõi. Söû duïng noù ñeå tieâu dieät saâu haïi nhöng ñoàng thôøi nhöõng loaøi coù ích khaùc cuõng bò aûnh höôûng. Vieäc phaân loaïi caùc loaøi coù haïi vaø coù ích thay ñoåi tuøy theo thôøi gian vaø khoâng gian. Coù nhöõng loaøi coù theå ñoùng vai troø quan troïng trong heä sinh thaùi nöôùc ôû nôi naøy nhöng laïi trôû thaønh sinh vaät gaây haïi ôû vuøng sinh thaùi nöôùc nôi khaùc. Chaúng haïn aáu truøng cuûa boï nöôùc (trichoptera sp.) vaø phuø du (ephemeroptera sp.) laø nguoàn thöùc aên cho caù hoài vaø caùc loaøi caù nöôùc ngoït coù giaù trò khaùc nhöng ngaøy nay do chuùng phaùt trieån quaù maïnh trôû thaønh loaøi gaây haïi neân giai ñoaïn aáu truøng cuûa chuùng trôû thaønh muïc tieâu bò tieâu dieät baèng thuoác tröø saâu.

Vieäc söû duïng thuoác tröø saâu laø toát nhaát khi chuùng ta coù theå tieâu dieät ñöôïc nhöõng loaøi saâu haïi vaø gaây taùc haïi nhoû nhaát ñeán nhöõng loaøi coøn laïi trong cuøng khu heä sinh vaät. Tuy nhieân, moät soá möùc ñoä oâ nhieãm vaø gaây haïi ñaõ ñöôïc ghi nhaän töø taát caû caùc loaïi thuoác tröø saâu ñöôïc duøng. Möùc ñoä gaây haïi cho heä sinh thaùi nöôùc tuøy thuoäc vaøo loaïi hoùa chaát vaø ñaëc ñieåm vaät lyù cuûa thuoác tröø saâu, coâng thöùc, tæ leä vaø phöông phaùp söû duïng, keå caû ñaëc ñieåm cuûa heä sinh thaùi nöôùc bò aûnh höôûng.

3.4.1.1. Ñoä ñoäc caáp tính cuûa thuoác tröø saâu Ñeå coù nhöõng keát quaû nhanh choùng hoaëc ñeå xaùc ñònh ñoä ñoäc caáp tính

töông ñoái, thí nghieäm ñeå xaùc ñònh LC50 (48-96 giôø) hoaëc EC50 ñaõ ñöôïc tieán haønh. Nhöõng loaøi ñöôïc söû duïng laøm thí nghieäm coù theå laø loaøi ñòa phöông cuûa vuøng coù khaû naêng bò nhieãm ñoäc hay ít nhaát phaûi laø loaøi ñaïi dieän cho caùc sinh vaät coù theå bò nhieãm ñoäc. Khi tieán haønh thöû nghieäm ñoä ñoäc trong moâi tröôøng nöôùc phaûi raát caån thaän vì nhöõng ñoäc tính baát thöôøng cuûa ñoäc chaát. Ví duï, moät soá thuoác tröø saâu coù chlor höõu cô coù theå baùm vaøo lôùp nöôùc maët hay deã daøng bay hôi khoûi nguoàn nöôùc. Hôïp chaát höõu cô phosphate coù taùc ñoäng maïnh ñeán quaù trình trao ñoåi chaát. Ñeå traùnh vieäc

114

thay ñoåi ñoäc tính, thöû nghieäm ñoäc chaát coù theå ñöôïc thöïc hieän taïi vuøng nöôùc chaûy lieân tuïc. Maëc duø ñaây laø loaïi hình thöû nghieäm thích hôïp nhaát ñeå ñaùnh giaù ñoä ñoäc caáp tính cuûa thuoác tröø saâu trong heä sinh thaùi nöôùc nhöng haàu heát caùc döõ lieäu veà ñoä ñoäc caáp tính laïi thu ñöôïc töø caùc heä tónh. Ñieàu naøy coù theå laø do tuøy thuoäc vaøo tính nhaïy caûm cuûa sinh vaät.

a) AÛnh höôûng cuûa thuoác tröø saâu leân thöïc vaät vaø ñoäng vaät nguyeân sinh trong thöû nghieäm ñoä ñoäc caáp tính

Walsh (1972), Walsh vaø coäng söï (1973), Hollister vaø coäng söï (1975) ñaõ thí nghieäm aûnh höôûng cuûa thuoác dieät coû leân caáu truùc, soá löôïng cuûa thöïc vaät vaø ñoäng vaät ñôn baøo. Nhöõng khaùm phaù quan troïng laø aûnh höôûng cuûa hoùa chaát leân quaù trình giaûi phoùng oxygen, thuoác dieät coû coù urea vaø triazine laø chaát kìm haõm söï giaûi phoùng oxygen maïnh nhaát (Walsh, 1972). Diuron, neburon vaø amytrene coù ñoäc tính maïnh nhaát ñoái vôùi taûo. Trong moät baùo caùo sau ñoù, Walsh (1973) löu yù raèng, noàng ñoä cuûa thuoác dieät coû caàn thieát ñeå tieâu dieät ñöôïc caây thaáp hôn noàng ñoä caàn thieát ñeå tieâu dieät nhöõng loaøi khaùc cuûa röøng nhieät ñôùi. Noàng ñoä cuûa picloram vaø 2,3 - D ñeå tieâu dieät caây con cuûa loaøi ñöôùc ñoû (rhizophora mangle L.) laø 1,4 vaø 1,6 kg/ha. Laäp luaän cuûa Walsh cho raèng caây con cheát vì khaû naêng thaåm thaáu cuûa reã bò phaù vôõ.

Nhieàu hôïp chaát chlor höõu cô coù tính ñoäc ñoái vôùi taûo. Ví duï, Sodergren (1968) cho bieát, khoaûng 0,3 mg/l DDT laøm giaûm söï phaùt trieån (löôïng teá baøo trong ñôn vò theå tích) cuûa taûo nöôùc ngoït chlorella sp. DDT laøm giaûm khaû naêng quang hôïp cuûa naêm loaøi taûo bieån (Wurster, 1968) vaø khoaûng 1,0 mg/l mirex laøm giaûm khaû naêng quang hôïp cuûa loaøi chlamydomonas (De La Cruz vaø Naqvi, 1973).

Mirex laø moät loaïi thuoác dieät kieán löûa vaø aroclor 1, 2, 5, 4, moät chaát PCB, ôû noàng ñoä 0,9 vaø 1,0 mg/l töông öùng, laøm giaûm toác ñoä sinh tröôûng vaø soá löôïng caù theå cuûa loaøi tetrahymena pyriformina, moät loaøi ñoäng vaät nguyeân sinh (Cooley vaø coäng söï, 1972). Aroclor 1248 vaø aroclor 1260 laøm giaûm toác ñoä sinh tröôûng vaø soá löôïng caù theå loaøi treân ôû noàng ñoä 1,0 mg/l (Cooley vaø coäng söï, 1973). Trong caû hai nghieân cöùu, taùc giaû löu yù ñeán khaû naêng haáp thu ñoäc chaát cuûa ñoäng vaät nguyeân sinh vaø ñöa ñoäc chaát tham gia vaøo daây chuyeàn thöùc aên trong nöôùc.

b) Ñoä ñoäc caáp tính cuûa thuoác tröø saâu ñoái vôùi ñoäng vaät khoâng xöông soáng vaø caù

115

Caùc thoâng tin thu ñöôïc töø caùc thöû nghieäm ñoä ñoäc caáp tính ñoái vôùi ñoäng vaät khoâng xöông soáng vaø caù laø raát höõu ích trong quaù trình tieán haønh ñaùnh giaù ñoäc tính. Baûng 3.2 seõ cho thaáy moät soá keát luaän chung veà thuoác tröø saâu phosphate höõu cô. Chaúng haïn, taùc ñoäng ñoäc caáp tính treân quaàn theå coân truøng nöôùc, giaùp xaùc vaø nhuyeãn theå lieân quan tröïc tieáp ñeán caùc hoùa chaát naøy do chuùng döôøng nhö ñoäc hôn cho ñoäng vaät khoâng xöông soáng so vôùi caù.

Baûng 3.2: So saùnh LC50 cuûa caù vaø ñoäng vaät khoâng xöông soáng bò nhieãm ñoäc thuoác tröø saâu phosphate höõu cô (Johnson vaø Finley, 1980)

LC50 (96h, μg/l)

Thuoác tröø saâu Ñoäng vaät khoâng xöông soáng

Caù

Malathion

Ethyl parathion

Methyl parathion

Diazinon

Chlorpyritos

49 (15)a

24 (12)

11 (5)

7 (4)

4 (3)

162 (1)

1391 (13)

5411 (14)

640 (4)

81 (5)

a: soá loaøi

Söï khaùc bieät veà tính nhaïy caûm ñoái vôùi methyl parathion, deã daøng quan saùt ñöôïc qua baûng 3.3, cho ta thaáy, caù coù ngöôõng ñoäc cao hôn ñoäng vaät khoâng xöông soáng töø 2 ñeán 6 laàn. Ngöôïc laïi, moät so saùnh töông töï ñoái vôùi thuoác dieät coû trifluralin, caù laïi nhaïy caûm hôn ñoäng vaät khoâng xöông soáng (baûng 3.4). Moät nghieân cöùu cuûa Eisler (1970) cho thaáy raèng, ñoái vôùi moät soá loaøi caù bieån thì thuoác tröø saâu coù chöùa muoái chlor coù tính ñoäc nhieàu hôn raát roõ raøng so vôùi thuoác tröø saâu thuoäc nhoùm phosphate höõu cô (baûng 3.5).

Baûng 3.3: So saùnh ñoä ñoäc caáp tính cuûa methyl parathion ñoái vôùi ñoäng vaät khoâng xöông soáng vaø caù (Johnson vaø Finley, 1980)

Ñoäng vaät khoâng xöông soáng Caù

Loaøi thöû nghieäm Nhieät ñoä (oC)

LC50 96 h

95% Cl (μg/l)

Loaøi thöû nghieäm

Nhieät ñoä (oC)

LC50 96 h

95% Cl (μg/l)

Simocephalus sp. 15 0,37 a

0,23 – 0,57

Caù mang xanh 17 4380

3480 - 5510

Daphnia magna 21 0,14 a

0,09 – 0,20

Caù bass mieäng roäng

18 5220

4320 - 6310

116

Gammarus faciatus

15 3,8 a

2,8 – 5,5

Caù pecca vaøng 18 3060

2530 - 3700

Orconectes sp. 15 15 b Caù hoài coho 12 5300

4900 - 5600

Technura sp. 15 33 b Caù hoài döõ 12 1850 b

1390 - 2470

Caù hoài baûy maøu 12 3700

3130 - 4380

Caù hoài naâu 12 4700

3130 - 4380

Caù hoài hoà 12 3780

3900 - 5090

Caù vaøng 18 9000

8100 - 9900

Caù cheùp 18 7130

6440 - 7870

Caù tueá ñaàu deïp 18 8900

7780 - 10200

Caù boáng bieån ñen

18 6640

4970 - 8880

Caù meøo keânh 18 5240

4270 - 6440

Caù thaùi döông xanh

18 6860

5590 - 8420

a: EC50 48 h

b: thöû nghieäm trong nöôùc cöùng, 162 - 272 ppm CaCO3.

Baûng 3.4: So saùnh ñoä ñoäc caáp tính cuûa trifluarin ñoái vôùi ñoäng vaät khoâng xöông soáng vaø caù (Johnson vaø Finley, 1980)

Ñoäng vaät khoâng xöông soáng Caù

Loaøi thöû nghieäm

Nhieät ñoä (oC)

LC50 96 h

95% Cl (μg/l)

Loaøi thöû nghieäm Nhieät ñoä (oC)

LC50 96 h

95% Cl (μg/l)

Simocephalus sp.

15 900 a

551 - 1245

Caù mang xanh 22 58

47 - 70

117

Daphnia magna 21 560 a, b

320 - 1000

Caù bass mieäng roäng

18 75 b

65 - 87

Daphnia pulex 15 625 a

446 - 876

Caù hoài baûy maøu 41

26 - 62

Gammarus fasciatus

21 2200

1400 - 3400

Caù tueá ñaàu deïp 12 105

83 - 134

Ptaronarcys sp. 15 2800

2100 - 3700

Caù vaøng 18 145

108 - 195

Caù meøo trong keânh

22 2200

1420 - 3410

a: EC50 48 h

b: thöû nghieäm trong nöôùc cöùng, 272 ppm CaCO3

Baûng 3.5: Daûi noàng ñoä LC50 cuûa saùu loaøi caù cöûa soâng (a) bò ngoä ñoäc chlorinated hydrocarbon vaø thuoác tröø saâu phosphate höõu cô (Eisler, 1970). Chlorinated hydrocarbon

LC50 (μg/l) Phosphate höõu cô

LC50 (μg/l)

Endrin

DDT

Heptachlor

Dieldrin

Lindane

Aldrin

Methoxychlor

0,06 – 3,1

0,4-89

3,0 - 188

5,0 - 34

9,0 - 60

13 - 36

12 - 150

Dioxathion

Malathion

Phosdrin

DDVP

Methyl parathion

6,0 - 75

27 - 3250

65 - 800

1250 - 2680

5700 - 75800

(a): caù suoát Ñaïi Taây Döông, moû dia hai soïc, killi soïc, mummichog, puffer phöông baéc, löôn chaâu Myõ.

3.4.1.2 Ñoä ñoäc cuûa thuoác tröø saâu ñoái vôùi thuûy sinh vaät - Lieàu döôùi möùc töû vong

Nhöõng taùc ñoäng cuûa thuoác maø ngöôøi ta quan saùt ñöôïc laø giaûm söï phaùt trieån cuûa voû soø, quaù trình phaùt trieån cuûa tröùng vaø aûnh höôûng leân hoaït ñoäng kieám aên. Khoâng phaûi taát caû nhöõng thay ñoåi quan saùt thaáy ñeàu baát lôïi, ñaëc bieät laø trong caùc ñieàu kieän thöïc teá khi caùc sinh vaät coù khaû naêng neù traùnh caùc taùc nhaân gaây haïi. Nhieàu taùc ñoäng gaây ñoäc döôùi möùc töû vong (xem chöông 1) vaø khoâng keùo daøi thì moâi tröôøng seõ trôû laïi ñieàu kieän bình thöôøng

118

ban ñaàu (Brungs vaø Mount, 1978). Moät ñieàu quan troïng laø, caùc nhaø nghieân cöùu nhaän ra caùc taùc ñoäng vaø tieán haønh thöû nghieäm saâu hôn chæ khi maø caùc taùc ñoäng ñaõ coù thöïc vaø gaây haïi nghieâm troïng cho heä sinh thaùi.

3.4.1.3. Ñoä ñoäc maõn tính Ñoâi khi caùc nhaø ñoäc hoïc sinh thaùi nhaän thaáy raèng thöû nghieäm caáp tính

(~96 giôø) trong phoøng thí nghieäm thöôøng khoâng thích hôïp cho vieäc döï ñoaùn caùc taùc ñoäng daøi haïn cuûa ñoäc chaát leân quaàn theå sinh vaät trong vuøng bò taùc ñoäng. Cuoái nhöõng naêm 1950, Handerson vaø Pickering (1957) cho raèng, moät söï ñieàu chænh caàn aùp duïng cho caùc noàng ñoä söû duïng trong thöû nghieäm caáp tính vì "moät noàng ñoä an toaøn cho caùc loaøi caù thöû nghieäm". Hoï coøn cho bieát theâm raèng, döïa treân cô sôû caùc thöû nghieäm cuûa hoï vôùi thuoác tröø saâu phosphate höõu cô, ñeå baûo veä caùc loaøi caù duøng trong thöû nghieäm caàn ñieàu chænh noàng ñoä caáp tính chæ coøn moät nöûa trong khi ñeå baûo veä moïi thuûy sinh vaät thì noàng ñoä thöû nghieäm chæ coøn ñöôïc 1/10 cuûa LC50.

Taùc ñoäng cuûa thuoác tröø saâu treân quaàn xaõ vaø quaàn theå thuûy sinh vaät.

Maëc duø coù nhieàu baèng chöùng cho thaáy thuoác tröø saâu taùc ñoäng gaây haïi cho nhöõng loaøi thuûy sinh vaät trong moâi tröôøng nöôùc, nhöng coù moät soá nghieân cöùu laïi khoâng cho thaáy keát quaû nhö vaäy. Nhöõng keát quaû nghieân cöùu vôùi dibrom 14 daïng khoùi noùng hoaëc khí cho thaáy khoâng coù hoaëc coù raát ít aûnh höôûng leân caùc loaøi vaät cöûa soâng ñöôïc nuoâi döôõng trong moâi tröôøng töï nhieân (giöõ trong caùc loàng, chuoàng) (Bearden, 1967). Nhöõng phaùt hieän töông töï khi söû duïng malathion 95 treân vuøng ñaàm laày nöôùc maën gaàn Pensacola, Florida (Tagatz vaø coäng söï, 1974), cua, toâm, caù khoâng bò cheát. Töû vong khoâng ñaùng keå ñoái vôùi caùc loaøi thuûy sinh trong ñaàm laày nöôùc ngoït khi noàng ñoä DDT trong ñoù ôû möùc 0,2 lb/arce (Meeks and Peterle, 1967). Nhöõng ví duï naøy cho thaáy trong moâi tröôøng coù quaù trình laøm giaûm nheï caùc aûnh höôûng cuûa thuoác tröø saâu, coù theå laø do caùc yeáu toá nhö phöông phaùp söû duïng vaø khoâng aûnh höôûng cho khu sinh vaät do quaù trình haáp thu hoaëc phaân huûy.

Moät soá kyõ thuaät môùi ñöôïc söû duïng ñeå xaùc ñònh aûnh höôûng cuûa thuoác tröø saâu treân caùc quaàn xaõ sinh vaät thí nghieäm. Coù leõ moät trong nhöõng phöông phaùp toát nhaát laø cuûa Hansen (1976) cho thaáy raèng, aroclor 1254 vaø toxaphene bieán ñoåi thaønh phaàn cuûa caùc quaàn xaõ sinh vaät cöûa soâng. Quaàn xaõ phaùt trieån töø aáu truøng cuûa phieâu sinh ñoäng vaät nöôùc maën vaø ñöôïc cho chaûy vaøo trong caùc beå nhoû coù hoaëc khoâng coù chaát ñoäc. Nhöõng

119

keát quaû töông töï ñaõ thu ñöôïc vôùi pentachlrophenol (Tagatz vaø coäng söï, 1977) vaø Dowicide G-ST (79% sodium pentachlorophenate) (Tagatz vaø coäng söï, 1978).

Moät vaøi ví duï coù theå ñöôïc ñöa ra töø caùc nghieân cöùu veà thöû nghieäm nhieãm ñoäc thuoác tröø saâu trong soâng, suoái hoaëc caùnh ñoàng. Nhöõng taùc ñoäng ngoä ñoäc maõn tính do abate, dursban vaø methoxychlor treân aáu truøng ruoài ñen vaø caùc ñoäng vaät khoâng xöông soáng ôû trong doøng suoái cho thaáy coù söï giaûm soá löôïng hoaëc cheát hoaøn toaøn (Wallace vaø coäng söï, 1973). Moät nghieân cöùu töông töï vôùi methoxychlor cho thaáy haàu heát caùc quaàn theå ñoäng vaät khoâng xöông soáng ñeàu giaûm soá löôïng (Eisele vaø Hartung, 1976). Quaàn theå ñoäng vaät khoâng xöông soáng vuøng caïn (soáng treân neàn nhaân taïo) bò giaûm taïm thôøi tính ña daïng caû veà söï phong phuù laãn söï caân baèng. Khi söû duïng chaát öùc cheá kitin laø difluenzuron taïi ba hoà ôû noâng traïi vôùi noàng ñoä 10,5 vaø 2,5μg/l vaø ôû moät hoà coù noàng ñoä 5μg/l thì chaoborus asticopus tröôûng thaønh noåi leân moät caùch khoâng bình thöôøng (Appreson vaø coäng söï, 1978). Söï öùc cheá ñoái vôùi phieâu sinh ñoäng vaät giaùp xaùc cuõng xaûy ra ôû taát caû caùc noàng ñoä thöû nghieäm. Caù thaùi döông mang xanh thöôøng aên caùc loaøi cladocerans vaø copepods seõ chuyeån sang aên ruoài chironomid vaø coân truøng ñaát sau khi bò nhieãm ñoäc. Trong nghieân cöùu veà vuøng nöôùc maën, thuoác tröø saâu sevin laøm giaûm löôïng soø nhoû vôùi lieàu löôïng 2,3 vaø 4,6 kg/arce (Armstrong vaø Milleman, 1974).

Thuoác tröø saâu coù nhöõng aûnh höôûng baát lôïi ñeán quaàn theå sinh vaät do taùc ñoäng tröïc tieáp ñeán caùc loaøi thuûy sinh vaät hoaëc thoâng qua chuoãi thöùc aên nhö caù bò nhieãm ñoäc roài bò thuù hoang hay ngöôøi aên thòt (Baûng 3.6). Caùc thuoác tröø saâu ñöôïc neâu ra khoâng chæ töø nhöõng nguoàn söû duïng thoâng thöôøng maø coøn töø tröôøng hôïp söï coá nhö vôùi Kepone. Nhöõng aûnh höôûng cuûa thuoác tröø saâu ghi nhaän ñöôïc goàm söï phaùt trieån caùc loaøi khaùng ñöôïc thuoác tröø saâu, giaûm caùc chöùc naêng sinh lyù nhö giaûm hoaït ñoäng cuûa enzym acetylcholinesterase. Trong moät soá tröôøng hôïp nghieâm troïng do söû duïng sai thuoác ñoøi hoûi chuùng ta phaûi coù bieän phaùp quaûn lyù toát trong töông lai: heát thaûy caùc loaïi thuoác ñoäc baûng A, B ñeàu phaûi ñaêng kyù, kieåm nghieäm trong khaâu saûn xuaát löu haønh vaø tieâu thuï. Raát caàn thieát phaûi xaùc ñònh khoâng chæ ñoä ñoäc caáp tính hay maõn tính maø caû möùc ñoä töû vong vaø chuyeån hoùa cuûa hoùa chaát, söï bieán döôõng vaø caùc taùc ñoäng ôû caùc möùc ñoä dinh döôõng khaùc nhau cuûa quaàn xaõ sinh vaät.

120

Baûng 3.6: AÛnh höôûng hoaëc haáp thuï cuûa sinh quyeån sau khi thuoác tröø saâu taùc ñoäng leân quaàn theå

Taùc ñoäng quan saùt ñöôïc treân sinh vaät

Thuoác tröø saâu

Taøi lieäu tham khaûo

Caù khaùng ñöôïc thuoác tröø saâu Strobene vaø chlordane

Ferguson (1968)

Maát khaû naêng taùi laäp quaàn theå caù bass

Moät vaøi loaïi Bingham (1970)

Phaù huûy khaû naêng phaùt trieåân cuûa tröùng caù hoài

DDT Butler vaø coäng söï (1970)

Laøm giaûm hoaït ñoäng enzym acetylcholinesterase trong moâ naõo cuûa caù

Malathiol Coppage vaø Ducke (1971)

Giaûm söï phaùt trieån vaø bieán daïng xöông soáng ôû caù

Toxaphene Mayer vaø coäng söï (1975)

Voû tröùng boà noâng naâu bò moûng ñi DDE Blus vaø coäng söï (1972)

Gaây ñoäc cho caù vaø ñoäng vaät khoâng xöông soáng trong caùc hoà

Dursban Macek vaø coäng söï (1972)

Nhieãm ñoäc khu sinh vaät ôû soâng James vaø vònh Chesapeake

Kapone Hansen vaø coäng söï (1977)

Giaûm vaø taêng moät soá loaøi khoâng phaûi laø muïc ñích bò taùc ñoäng bôûi thuoác tröø saâu

Methoprene (altosid)

Stealman vaø coäng söï (1975)

3.4.2. AÛnh höôûng cuûa KLN trong moâi tröôøng nöôùc Nhieàu KLN coù vai troø quan troïng cho dinh döôõng cuûa thöïc vaät vaø ñoäng

vaät. Chuùng ñoùng moät vai troø thieát yeáu trong bieán döôõng ôû moâ vaø söï phaùt trieån. Caùc kim loaïi caàn thieát goàm cobalt, ñoàng, chromium, saét, manganese, nickel, molybdenum, selenium, thieác vaø keõm. Nhu caàu ñoái vôùi KLN ôû caùc sinh vaät khaùc nhau thay ñoåi khaùc nhau nhöng ñeàu ôû möùc vi löôïng. Söï maát caân ñoái

121

nghieâm troïng coù theå daãn ñeán töû vong, trong khi ñoù, söï maát caân baèng vöøa vöôït qua ngöôõng cho pheùp laøm cho sinh vaät giaûm sinh tröôûng vaø yeáu ôùt. Moät soá KLN nhö chì, thuûy ngaân, cadmium coù theå gaây ñoäc ngay ôû noàng ñoä thöôøng quan saùt ñöôïc trong ñaát vaø nöôùc.

Nhöõng taùc ñoäng moâi tröôøng lieân quan vôùi vieäc laøm phaân boá laïi caùc KLN nhö vieäc khai thaùc moû vaø daàu moû ñaõ ñöôïc nhaän ra töø raát laâu tröôùc ñaây.

3.4.2.1. Ñoä ñoäc caáp tính cuûa KLN trong moâi tröôøng nöôùc Ñoäc tính cuûa KLN ñoái vôùi thuûy sinh vaät laø noù gaây ra taùc ñoäng trong

moät daûi roäng, töø giaûm nheï toác ñoä sinh tröôûng ñeán töû vong. So saùnh caùc daûi noàng ñoä KLN trong nöôùc maët (baûng 3.7) vôùi ñoä ñoäc caáp tính cuûa caùc kim loaïi naøy (baûng 3.8 vaø 3.9) cho thaáy raèng, caùc noàng ñoä ñöôïc xaùc ñònh laø gaây cheát (LC50 96 h) trong caùc thöû nghieäm trong phoøng thí nghieäm laïi thöôøng coù trong töï nhieân. Chaúng haïn, daûi noàng ñoä cuûa ñoàng, chì, thuûy ngaân vaø keõm trong nöôùc ngoït (baûng 3.7) laïi naèm trong daûi ñoä ñoäc caáp tính cuûa caùc loaøi giaùp xaùc nöôùc ngoït (baûng 3.9). Nhuyeãn theå vaø caù noùi chung soáng ñöôïc trong caùc noàng ñoä KLN cao hôn caùc ngaønh khaùc trong thöû nghieäm (baûng 3.7 vaø 3.8). Khuynh höôùng naøy cho thaáy taàm quan troïng cuûa caùc phaûn öùng vôùi ñoä ñoäc thöû nghieäm cuûa moät soá caù theå ñaïi dieän thöû nghieäm cuûa quaàn xaõ thuûy sinh vaät trong vaán ñeà xaùc ñònh tieâu chuaån chaát löôïng nöôùc. ÔÛ baûng 3.8 vaø 3.9, ta coù theå thaáy söï khaùc nhau khoâng roõ reät giöõa noàng ñoä LC50 96 h cuûa caùc caù theå nöôùc maën vaø nöôùc ngoït trong cuøng moät ngaønh.

Baûng 3.7: Daûi noàng ñoä caùc KLN trong nöôùc vaø traàm tích buøn töø nguoàn thaûi nhaân taïo ñi vaøo moâi tröôøng nöôùc ngoït vaø nöôùc bieån (giaù trò thaáp laø noàng ñoä moâi tröôøng töï nhieân, giaù trò cao laø noàng ñoä taïi caùc vuøng bò aûnh höôûng bôûi hoaït ñoäng con ngöôøi)

Nöôùc bieån (μg/l)

Traàm tích buøn bieån (mg/kg)

Nöôùc ngoït (μg/l)

Traàm tích buøn nöôùc ngoït (mg/kg)

Nguoàn thaûi

Ñoàng a 0,2 - 500 2 - 700 0,3 - 9000 < 5 - 2000 Khai thaùc moû vaø nung chaûy ñoàng, saûn xuaát theùp, ñoát chaùy daàu moû.

Thuûy ngaân b 0,001 - 0,7 0,01 - 800 0,01 - 30 0,02 - 10 Ñoát than ñaù, saûn xuaát acetaldehyde vaø chlor-alkali, söû duïng thuoác dieät naám.

Chì c 0,005 - 0,4 10 - 200 0,2 - 900 3 - 20000 Nung chaûy chì, saûn xuaát alkyl chì.

Keõm d 0,01 - 20 5 - 100000 0,1 - 50000 < 10 - 10000 Nöôùc thaûi ñoâ thò, khai thaùc moû.

122

a: theo Boyle (1979); Hodson vaø coäng söï, (1980); Merlini (1971); Thorton (1980); Ward vaø coäng söï (1976); Nordstrom vaø coäng söï (1977).

b: theo Koch (1980); Pilley vaø coäng söï (1973); Fitzgerald (1979)

c: theo Koch (1980); Collinson vaø Shimp (1972); Patterson (1973); Forstner vaø Wittmen (1979).

d: theo Koch (1980); Forstner vaø Wittmen (1979); Young vaø coäng söï (1980); Martin vaø coäng söï (1980); Nordstrom vaø coäng söï (1977).

Baûng 3.8: Ñoä ñoäc caáp tính (LC50 hoaëc EC50 48-96 h) ñoái vôùi caùc ngaønh sinh vaät bieån thöû nghieäm (Hodson vaø coäng söï, 1979; US EPA, 1980)

(mg/l) Sinh vaät thöû nghieäm Ñoàng Thuûy ngaân Chì Keõm

Ñoäng vaät chaân ñoát (giaùp xaùc) 50 - 100000 4 - 400 700 - 3000 200 - 5000

Giun ñoát 100 - 500 10 - 90 – 800 - 50000

Nhuyeãn theå 200 - 8000 4 - 30000 800 - 30000 100 - 40000

Coù xöông soáng (hoï caù hoài) 30 - 500 – – 20000 - 70000

Luïc taûo – < 5 - 400 – 50 - 7000

Khueâ taûo 5 - 50 0,1 - 10 – 200 - 500

Caùc daûi noàng ñoä naøy cuûa boán kim loaïi cho thaáy caùc khaùc bieät trong xaây döïng caùc thöû nghieäm (theo ñaëc ñieåm lyù, hoùa, sinh hoïc) cuõng nhö caùc phaûn öùng ngaãu nhieân cuûa sinh vaät.

Baûng 3.9: Ñoä ñoäc caáp tính (LC50 hay EC50 48-96 h) ñoái vôùi caùc ngaønh sinh vaät nöôùc ngoït thöû nghieäm (Hodson vaø coäng söï, 1979; US EPA, 1980)

Sinh vaät thöû nghieäm Ñoàng Thuûy ngaân Chì Keõm

Ñoäng vaät chaân ñoát (giaùp xaùc)

5 - 30000 0,02 - 40 – 30 - 9000

Giun ñoát 6 - 900 – – –

Nhuyeãn theå 40 - 9000 90 - 2000 – 500 - 20000

Caù hoài 10 - 900 3 - 20000 1000 - 500000 50 - 7000

Caù cheùp 20 - 2000 – 2000 - 500000 400 - 50000

Luïc taûo 1 - 8000 < 0,8 - 2000 500 - 1000 30 - 8000

Khueâ taûo 5-800 – – –

123

Nhieät ñoä nöôùc vaø cöôøng ñoä aùnh saùng laø caùc yeáu toá coù theå giôùi haïn khaû naêng döï ñoaùn caùc phaûn öùng vôùi ñoäc chaát cuûa caùc quaàn theå töï nhieân (Pirson vaø coäng söï, 1959; Helt vaø Fingermann, 1977; Trainor, 1978). Ngoaøi ra, vieäc dieãn dòch caùc döõ lieäu veà ñoäc tính coù theå phuï thuoäc vaøo caùc keát quaû thöû nghieäm ñöôïc phaân tích. Nhieàu thuaät toaùn thoáng keâ ñaõ ñöôïc taïo ra ñeå tính giaù trò LC50 töø phaàn traêm caù theå soáng soùt (Finney, 1971; Hamilton vaø coäng söï, 1977).

Hieän nay, caàn phaûi tieán haønh nghieân cöùu saâu hôn veà xaùc ñònh soá löôïng caùc taùc ñoäng cuûa caùc yeáu toá aûnh höôûng leân keát quaû phaân tích ñoä ñoäc caáp tính. Caùc tieâu chuaån chaát löôïng nöôùc cho kim loaïi naëng coù theå ñöôïc xaùc ñònh moät caùch ñuùng ñaén nhaát neáu caùc taùc nhaân moâi tröôøng coù theå thay ñoåi caùc phaûn öùng vôùi ñoäc chaát cuûa töï nhieân ñöôïc xaùc ñònh vaø coù theå öôùc tính soá löôïng kieåu aûnh höôûng cuûa caùc taùc nhaân naøy leân caùc phaûn öùng ñoäc chaát cuûa caùc thuûy sinh vaät.

3.4.2.2. Ñoä ñoäc maõn tính cuûa KLN trong moâi tröôøng nöôùc

Ñoái vôùi caù Giai ñoaïn phoâi thai vaø aáu truøng cuûa caùc thuûy sinh ñoäng vaät thöôøng

laø nhöõng giai ñoaïn nhaïy caûm trong voøng ñôøi cuûa chuùng ñoái vôùi KLN vaø caùc ñoäc chaát khaùc. Do ñoù, caùc thöû nghieäm ñoäc tính ôû caùc giai ñoaïn sôùm ñöôïc ñeà nghò duøng ñeå tính noàng ñoä ñoäc chaát toái ña coù theå chaáp nhaän ñöôïc (MATCs) vaø laøm döõ lieäu cho vieäc thieát laäp tieâu chuaån chaát löôïng nöôùc. Trong moät nghieân cöùu veà taùc ñoäng cuûa keõm leân giai ñoaïn phaùt trieån cuûa caù tueá (phoxinus phoxinus), tæ leä töû vong cuûa caù boät môùi nôû laø cao nhaát so vôùi caùc giai ñoaïn khaùc nhö caù con, caù moät tuoåi vaø caù tröôûng thaønh (Bengtsson, (1974). Spehar (1976) ñaõ kieåm tra ñoäc tính vaø söï tích luõy cuûa keõm vaø cadmium treân caù ñuoâi côø (Jordanella floridae). Trong thöû nghieäm ñoä ñoäc maõn tính, giai ñoaïn tröùng vaø tröùng nôû laø nhaïy caûm nhaát vôùi ñoäc tính cuûa cadmium, bò öùc cheá ôû 8,1 μg/l Cd; söï soáng soùt cuûa caù boät vaø söï phaùt trieån cuûa caù lôùn laø chæ thò cho ñoäc tính cuûa keõm, bò giaûm vôùi caùc noàng ñoä töông öùng 85 vaø 51 μg/l Zn.

Söï phaùt trieån cuûa phoâi caù cöïc kyø nhaïy caûm vôùi KLN, ñaëc bieät vaøo thôøi kyø phaùt sinh phoâi (Weis, 1977; Sabodash, 1977). Tính thaám cuûa tröùng giaûm vaø maøng ñeäm bò cöùng ñi trong vaøi giôø ñaàu tieân sau khi phoùng thích laøm cho tröùng trôû neân laâu nôû hôn (Lee vaø Gerking, 1980). Söï baét ñaàu töû vong cuûa caùc phoâi bò nhieãm ñoäc lieân tieáp töø luùc ñöôïc thuï tinh

124

thöôøng ñöôïc thaáy khi tröùng bò chai ñi. Khi phoâi cuûa fundulus heteroclitus bò nhieãm ñoäc thuûy ngaân ôû noàng ñoä 0,03 mg/l vaøo giai ñoaïn phoâi tuùi, phaàn traêm caù con coù hình daïng ñoái xöùng bò giaûm ñi vaø moät tæ leä ñaùng keå cuûa phoâi phaùt trieån dò daïng (Weis, 1977). Söï nghieâm troïng cuûa nhöõng taùc ñoäng naøy seõ giaûm ñi neáu phoâi bò nhieãm ñoäc vaøo cuoái giai ñoaïn phoâi tuùi. Caùc phoâi phaùt trieån trong noàng ñoä 1 mg/l chì seõ bình thöôøng cho ñeán khi nôû, nhöng sau ñoù thì khoâng theå duoãi ra khoûi lôùp maøng ñeäm. Söï phaùt trieån cuûa nhöõng phoâi soáng soùt cuõng seõ bò di haïi naëng neà.

Ñoái vôùi ñoäng vaät khoâng xöông soáng Nhìn chung, moãi giai ñoaïn phaùt trieån sau cuûa nhuyeãn theå hai maûnh

voû ñeàu ít nhaïy caûm hôn giai ñoaïn tröôùc ñoù ñoái vôùi KLN (Cunningham, 1972; Thurberg vaø coäng söï, 1975). Thôøi ñieåm aáu truøng coá ñònh laø raát quan troïng trong voøng ñôøi cuûa sinh vaät, tuy nhieân, vì söï chaäm treã trong giai ñoaïn phaùt trieån cuûa aáu truøng neân coù theå keùo daøi giai ñoaïn ngoaøi khôi, do ñoù gia taêng khaû naêng soá löôïng aáu truøng bò giaûm do bò aên thòt, dòch beänh vaø söï phaân taùn (Calabrese vaø Nelson, 1974).

Söï so saùnh EC50 48 h trong giai ñoaïn phoâi cuûa caùc sinh vaät khaùc loaøi laø crassostrea virginica vaø mercenaria mercenaria cho thaáy phoâi cuûa C.virginica nhaïy hôn vôùi chì vaø baïc vaø M.cercenaria thì nhaïy hôn ñoái vôùi keõm vaø nickel. Trong khi ñoù, möùc ñoä nhaïy cuûa chuùng baèng nhau ñoái vôùi thuûy ngaân (Calabrese vaø coäng söï, 1973; Calabrese vaø Nelson, 1974). Phoâi cuûa caû hai loaøi treân cho thaáy ñoä nhaïy cuûa chuùng ñoái vôùi KLN giaûm daàn theo thöù töï Hg > Ag > Zn > Ni > Pb. Calabrese vaø coäng söï, (1977) ñaõ theo doõi söï phaùt trieån cuûa aáu truøng cuûa caùc caù theå bò ngoä ñoäc ôû noàng ñoä EC50 cuûa KLN. Ñoái vôùi M.mercenaria, noàng ñoä EC50 cuûa thuûy ngaân (0,015 mg/l), baïc (0,032 mg/l), ñoàng (0,016 mg/l), nickel (5,7 mg/l) vaø keõm (0,195 mg/l) ñaõ kìm haõm söï phaùt trieån cuûa voû ôû caùc möùc töông öùng laø 69, 66, 52, 0 vaø 62% möùc phaùt trieån bình thöôøng. Nickel laø kim loaïi thöû nghieäm ít gaây ñoäc nhaát nhöng laïi laø taùc nhaân öùc cheá maïnh nhaát. Caùc kim loaïi naøy cuõng coù taùc duïng kìm haõm phaùt trieån voû cuûa loaøi C.virginica. Tæ leä taêng tröôûng cuûa aáu truøng veliger (aáu truøng ñaàu boïc dieàm bôi) cuûa crassostrea gigas bò giaûm ôû noàng ñoä 0,05 mg/l Zn taïi moät cöûa soâng bò nhieãm nöôùc thaûi khai khoaùng giaøu kim loaïi, maëc duø söï phaùt trieån laø bình thöôøng (Brereton vaø coäng söï, 1973). Haàu nhö khoâng coù hieän töôïng phaùt trieån bình thöôøng ôû noàng ñoä 0,15 mg/l Zn vaø chính noàng ñoä naøy laøm cho aáu truøng veliger coù daïng baát

125

thöôøng. Boyden vaø coäng söï (1975), ñaõ cho bieát veà söï taêng tæ leä töû vong cuûa C.gigas cuøng vôùi vieäc taêng noàng ñoä keõm vaø söï suy giaûm soá löôïng aáu truøng trôû thaønh con non sau 5 ngaøy nhieãm ñoäc.

Giai ñoaïn phaùt trieån cuõng laø moät yeáu toá quan troïng ñeå xaùc ñònh ñoä nhaïy caûm cuûa loaøi giaùp xaùc ñoái vôùi KLN. Ñoä nhaïy ñoái vôùi KLN cuûa caùc loaøi giaùp xaùc cöûa soâng coù theå bò thay ñoåi tuøy theo ñoä maën vaø nhieät ñoä nöôùc.

3.4.2.3. Caùc taùc ñoäng döôùi möùc gaây cheát cuûa KLN trong moâi tröôøng nöôùc

Caùc taùc ñoäng cuûa moät soá KLN - Keõm (xem theâm chöông 5, saùch naøy vaø chöông 5 saùch Ñoäc hoïc Moâi

tröôøng - Phaàn chuyeân ñeà - Leâ Huy Baù, 2005)

Keõm laø moät trong nhöõng nguyeân toá chuû yeáu cho söï phaân chia teá baøo vaø söï phaùt trieån cuûa caû ñoäng vaät laãn thöïc vaät bôûi vì laø thaønh phaàn chuû yeáu cuûa metalloenzym vaø laø ñoàng taùc nhaân (cofactor) cho vieäc ñieàu khieån hoaït ñoäng cuûa caùc enzym phuï thuoäc vaøo keõm. Haøm löôïng keõm trong teá baøo coù theå chi phoái caùc quaù trình trao ñoåi chaát - ñaëc bieät trao ñoåi carbonhydrate, môõ vaø protein cuõng nhö toång hôïp hoaëc phaân huûy acid nucleic. Vieäc giaûm hoaït ñoäng cuûa moät enzym cuï theå naøo ñoù nhaèm phaûn öùng vôùi söï thieáu keõm tuøy thuoäc vaøo söï chaët cheõ cuûa moái lieân keát cuûa keõm vôùi protein hoaëc toác ñoä trao ñoåi cuûa keõm vôùi phoái töû.

Moät soá enzym phuï thuoäc keõm chöùa caùc lieân keát kim loaïi caàn thieát cho söï oån ñònh caáu truùc nhö alkaline phosphatase vaø carbonhydrate anhydrase. Trong ñieàu kieän thí nghieäm, hoaït ñoäng cuûa enzym alkaline phosphastase laø daáu hieäu chæ thò toát cho möùc ñoä haáp thuï keõm. Trong thöïc teáá thì hoaït ñoäng cuûa enzym naøy laïi tuøy thuoäc vaøo caùc thay ñoåi lôùn cuûa caù theå, do ñoù noù coù caùc giaù trò giôùi haïn nhö laø tieâu chuaån cho möùc ñoä haáp thuï keõm trong töï nhieân (Kirchgessner vaø Roth, 1980; Wolfe, 1970). Keõm laø moät thaønh phaàn thieát yeáu cuûa caùc enzym DNA vaø RNA polymerase. Nhöõng enzym naøy ñieàu khieån quaù trình sao cheùp vaø coù vò trí coá ñònh trong quaù trình chuyeån hoùa acid nucleic vaø sinh toång hôïp protein.

Haøm löôïng keõm trong cheá ñoä dinh döôõng coù taùc ñoäng ñoäc roõ raøng tuøy thuoäc vaøo tæ leä ñoàng vaø keõm trong maùu. Keõm trong nöôùc vôùi haøm löôïng töø 0,5 ñeán 1,2 mg/l trong 24 giôø laøm giaûm ñaùng keå löôïng baïch caàu ñeám ñöôïc trong maùu caù hoài (McLeay, 1975). Caù hoài baûy maøu môùi nôû bò

126

nhieãm ñoäc keõm keùo daøi ôû caùc noàng ñoä döôùi möùc gaây cheát seõ gaây ra chöùng phuø vaø hoaïi töû moâ gan (Leland, 1983).

Keõm laø chaát khaùng chuyeån hoùa cuûa cadimi, do ñoù haáp thuï moät löôïng lôùn keõm trong ñoäng vaät coù theå baûo veä choáng laïi caùc taùc ñoäng tieàm taøng cuûa vieäc nhieãm ñoäc cadimi (Underwood, 1977).

- Ñoàng

Ñoàng cuõng laø moät nguyeân toá thieát yeáu cuûa nhieàu enzym. Tuy nhieân, khoâng phaûi taát caû caùc enzym naøy giaûm hoaït ñoäng khi thieáu huït ñoàng. Phaùt trieån chaäm vaø giaûm caân do thieáu huït ñoàng trong cô theå ñoäng vaät treân caïn phaàn lôùn lieân quan tôùi vieäc giaûm teá baøo saéc toá oxy hoùa, roõ raøng hôn laø qua söï suy giaûm hoaït ñoäng cuûa caùc enzym succinooxidase. Heä thoáng enzym succinooxidase coù nhu caàu oxy cao hôn caùc heä thoáng ti laïp theå khöû hydro vaø do ñoù, ñoøi hoûi nhieàu teá baøo saéc toá oxy hoùa (Gallagher, 1979).

Ñoäng vaät coù moät soá khaû naêng ñoái phoù hieäu quaû vôùi caùc taùc ñoäng (stress) baèng cô cheá caân baèng KLN (keå caû ñoàng). Nyberg (1974), ñaõ taùch ñöôïc moät quaàn theå paramecium aurelia coù theå khaùng laïi taùc ñoäng ñoäc cuûa ñoàng do moät söï thích nghi bieán ñoåi cuûa loaøi giao phoái gaàn naøy. Noùi chung, nhieàu loaøi coù tieâm mao, coù khaû naêng khaùng toát hôn vôùi caùc taùc ñoäng ñoäc (Nyberg, 1974). Nhieàu loaøi sinh vaät caáp cao coù nhöõng cô cheá teá baøo ñaëc bieät ñeå haáp thu ñoàng khi thieáu hoaëc thaûi ra bôùt khi dö thöøa (Galiagher, 1979; Bryan, 1976). Neáu caùc giai ñoaïn thieáu hay thöøa khoâng quaù daøi, caùc cô cheá naøy seõ kieåm soaùt möùc caân baèng ñoàng ngaên khoâng cho xaûy ra moät soá ñoät bieán nghieâm troïng. Trong taát caû caùc loaøi ñoäng vaät nghieân cöùu, khi haáp thuï moät löôïng lôùn vöôït nhu caàu dinh döôõng, ñoàng seõ tích luõy ôû caùc moâ, ñaëc bieät ôû trong gan. Khaû naêng tích tröõ ñoàng trong gan ôû caùc loaøi khaùc nhau thay ñoåi raát lôùn vaø ngöôõng haáp thuï ñoàng cuûa caùc loaøi cuõng khaùc nhau raát nhieàu.

Haáp thuï ñoàng laâu daøi vaøo trong cô theå ñoäng vaät coù vuù seõ laøm tích luõy ñoàng ôû gan, thaän vaø moät soá cô quan khaùc. Ñoàng ñöôïc tích luõy khi haøm löôïng vöôït quaù khaû naêng baøi tieát cuûa teá baøo gan (Luckey vaø Venugopal, 1977).

Caùc nghieân cöùu sieâu caáu truùc cuûa gan caù hoài baûy maøu salmo gairdneri trong thôøi kyø phaùt trieån bò nhieãm ñoäc ñoàng ñaõ cung caáp nhöõng thoâng tin veà caùc thay ñoåi xaûy ra khi ñoàng tích luõy ôû gan (Leland, 1983). Caùc thay ñoåi goàm söï gia taêng soá löôïng theå men vaø gia taêng söï hình thaønh

127

caùc boïng trong maøng chaát nguyeân sinh cuûa caùc teá baøo gan. Ñoàng thôøi coøn coù söï phoàng leân vaø teo nhoû caùc ti laïp theå vaø gia taêng soá löôïng caùc theå vuøi daïng phieán vaø caàu; gia taêng soá löôïng caùc gioït môõ. ÔÛ möùc aûnh höôûng cao hôn, ñoàng phaù vôõ maøng teá baøo, ngaên söï saûn xuaát cuûa ti theå vaø laøm taêng löôïng teá baøo cheát xung quanh vuøng buïng.

- Chì

Ngoä ñoäc chì döôùi möùc töû vong ôû ñoäng vaät coù xöông soáng thöôøng bieåu hieän qua caùc taùc ñoäng treân heä thaàn kinh, maát chöùc naêng thaän vaø thieáu maùu. Caùc taùc ñoäng leân heä thaàn kinh vaø thaän thöôøng ñöôïc nhaän ra chæ trong giai ñoaïn ñaõ nhieãm ñoäc chì roõ raøng. Chì ngaên chaën ñöôøng daãn truyeàn xung thaàn kinh vaø kìm haõm vieäc giaûi phoùng acetylcholine (Kostial vaø Vosk, 1957). Beänh thieáu maùu laø do hai yeáu toá cô baûn: ruùt ngaén ñôøi soáng hoàng caàu vaø giaûm söï toång hôïp heme (C34H33O4N4Fe). ÔÛ ñoäng vaät coù vuù, teá baøo ôû ñaàu oáng daãn thaän laø caùc moâ thaän bò aûnh höôûng nghieâm troïng nhaát (Goyer vaø coäng söï, 1968). Söï loaïn chöùc naêng ôû caùc teá baøo naøy ñöôïc theå hieän qua söï giaûm taùi haáp thuï glucose, amino acid vaø phosphate. Trong caùc teá baøo ôû maøng ñaàu oáng daãn thaän cuûa caùc sinh vaät thöû nghieäm bò nhieãm ñoäc chì, caùc haït nhoû cuûa ty theå bò phoàng leân vaø daõn ra vaø coù theå tieáp theo laø söï taêng tính thaåm thaáu cuûa maøng nhaày. Nhöõng thay ñoåi naøy töông töï nhö söï söng phoàng khoâng xaùc ñònh xaûy ra trong caùc giai ñoaïn sôùm ôû caùc daïng khaùc cuûa teá baøo bò thöông.

Moät soá enzym nhaïy caûm vôùi chì ôû noàng ñoä raát thaáp. Chì öùc cheá maïnh moät soá enzym phaân giaûi ATP vaø enzym lipoamide dehydrogenase, moät enzym chuû yeáu ñeå oxy hoùa möùc teá baøo (Ulmer vaø Vallee, 1969). Chì döôøng nhö laø chaát öùc cheá rieâng cho enzym khöû nöôùc cuûa acid aminolevulinic, laø moät chaát tham gia vaøo quaù trình sinh toång hôïp heme (C34H33O4N4Fe), thaønh phaàn quan troïng cuûa maùu.

Löôïng chì tích luõy trong moâ taêng leân khi cheá ñoä dinh döôõng cuûa sinh vaät thieáu huït calcium. Six vaø Goyer (1970) cho thaáy, giaûm löôïng calcium haáp thuï ôû ñoäng vaät coù vuù coù theå laøm löôïng chì tích tuï trong xöông ñi vaøo trong moâ, chaúng haïn nhö thaän. Ñieàu naøy coù theå laø do moät khaû naêng lieân keát toaøn phaàn nhoû hôn cuûa xöông ñoái vôùi chì trong cô theå sinh vaät coù cheá ñoä dinh döôõng chöùa ít calcium.

128

- Thuûy ngaân

AÛnh höôûng ñaàu tieân thuûy ngaân treân teá baøo gaén vôùi nhoùm sulfhydryl treân beà maët protein maøng (Luckey vaø Venugopal, 1977). Thuûy ngaân coù aùi löïc cao vôùi nhoùm sulfhydryl maø gaàn nhö taát caû caùc protein ñeàu coù nhoùm sulfhydryl vaø caáu taïo cuûa chuùng phuï thuoäc vaøo nhoùm chöùc naêng naøy. Do ñoù, ôû moät vaøi noàng ñoä, thuûy ngaân coù theå öùc cheá haàu nhö baát kyø enzym naøo. Moät aûnh höôûng quan troïng laø giaûm löôïng sodium vaø potassium keùo theo thay ñoåi theå tích trong teá baøo.

Nhieãm ñoäc thuûy ngaân giai ñoaïn sôùm döôùi möùc caáp tính ôû ñoäng vaät coù vuù bieåu hieän qua nhöõng roái loaïn thaàn kinh. Nhieãm ñoäc methyl thuûy ngaân laø moät baèng chöùng ñaàu tieân qua caùc aûnh höôûng leân heä thaàn kinh ngoaïi bieân (Chang vaø Hartman, 1972). Söï haáp thuï muoái thuûy ngaân voâ cô seõ aûnh höôûng ñeán moâ gan vaø thaän cuûa taát caû caùc loaøi thí nghieäm vaø cuõng gaây ra hieän töôïng hoaïi töû ôû heä thoáng ruoät (Underwood, 1977).

Tính chaát lyù hoùa nhö ñoä tan trong nöôùc vaø môõ hoaëc tính phaân ly cuûa caùc hôïp chaát chöùa thuûy ngaân laø nhöõng yeáu toá quan troïng trong quaù trình phaân boá thuûy ngaân trong moâ. Tuy nhieân, nhöõng tính chaát naøy coù theå thay ñoåi trong quaù trình trao ñoåi chaát. ÔÛ ñoäng vaät coù vuù, hôïp chaát chöùa thuûy ngaân döôøng nhö ñöôïc chuyeån hoùa ñaàu tieân baèng caùch giaûm tính hoøa tan trong môõ vaø taêng tính tan trong nöôùc (Hg0 > Hg2+; RHg+ > R + Hg2+, R: alkyl hoaëc baùn aryl). Söï phaân phoái döôùi möùc teá baøo cuõng lieân quan ñeán tính chaát hoùa lyù cuûa hôïp chaát thuûy ngaân. Trong gan chuoät, sau khi tieâm thuûy ngaân voâ cô, tìm thaáy thuûy ngaân trong theå men. Sau khi tieâm, methyl thuûy ngaân lieân keát chuû yeáu vôùi vi theå vaø theå men chöùa chuû yeáu laø thuûy ngaân voâ cô (Norsstle, 1969; Magos, 1973).

Moät vaøi nhaø nghieân cöùu ñaõ xaùc ñònh ñöôïc kieåu taùc ñoäng cuûa caùc noàng ñoä gaây cheát cuûa KLN hoaëc taùc ñoäng coù haïi ñeán caùc phaûn öùng sinh lyù, sinh hoùa coù lieân quan. ÔÛ caù, keõm gaây cheát do söï hoaïi töû mang vaø giaûm oxy trong maùu nhöng ñoàng laïi taùc ñoäng ñeán cô cheá thaåm thaáu, chì vaø thuûy ngaân aûnh höôûng heä thaàn kinh ñieàu khieån hoaït ñoäng vaø thuûy ngaân coøn laøm giaûm khaû naêng thaåm thaáu. KLN aûnh höôûng ñeán quaù trình quang hoùa vaø phaùt trieån cuûa taûo. Tuy nhieân, caùc cô cheá ñaàu tieân cuûa ngoä ñoäc caáp tính do caùc kim loaïi naøy vaãn chöa ñöôïc xaùc ñònh.

129

3.5. NGUOÀN ÑOÄC CHAÁT TRONG CAÙC MOÂI TRÖÔØNG NÖÔÙC 3.5.1. Chaát ñoäc trong moâi tröôøng nöôùc soâng Trong nhieàu naêm, chuùng ta ñaõ khai thaùc caùc doøng soâng vôùi nhieàu

muïc ñích khaùc nhau nhö laáy nöôùc, saûn xuaát thuûy ñieän, laøm phöông tieän giao thoâng, nôi tieáp nhaän caùc nguoàn nöôùc thaûi cuûa sinh hoaït vaø coâng nghieäp,… Nhöõng vieäc naøy laøm thay ñoåi ñaëc ñieåm töï nhieân cuûa doøng soâng, moâi tröôøng soáng cuûa heä sinh vaät nöôùc vaø aûnh höôûng ñeán söùc khoûe coäng ñoàng.

* Ñoä maën: nöôùc maën theo thuûy trieàu hoaëc töø caùc moû muoái trong loøng ñaát khi hoøa laãn trong moâi tröôøng nöôùc laøm cho nöôùc bò nhieãm chlor, natri khaù cao. Khi noàng ñoä muoái cao seõ laøm caùc sinh vaät chaäm phaùt trieån, cheát. Nhieàu loaïi toâm raát nhaïy vôùi söï thay ñoåi Cl- vaø caùc haøm löôïng khaùc. Vôùi noàng ñoä muoái > 1g/l vi sinh vaät bò aûnh höôûng, > 4g/l caây troàng bò giaûm naêng suaát vaø > 8g/l taát caû caùc thöïc vaät (tröø thöïc vaät röøng ngaäp maën) ñeàu bò cheát.

* pH: Chæ moät soá loaøi (raát ít) soáng ôû pH < 2 hay pH > 10, phaàn lôùn caùc sinh vaät thích nghi ôû pH töø 4 - 9,5.

- pH > 6,0 ñeán 7,0: khoâng coù acid neân khoâng coù ñoäc tính, pH = 6,0 chæ gaây ñoäc trong tröôøng hôïp coù chöùa HCN, H2S, HClO…

- pH ≤ 9,0: khoâng bò aûnh höôûng bôûi tính kieàm, pH ≤ 9,0 chæ gaây ñoäc khi coù NH4

+ trong nöôùc (pH cao coù ñöôïc do khaû naêng quang hôïp cuûa thöïc vaät thuûy sinh, löôïng CO2 sinh ra seõ phaûn öùng vôùi nöôùc vaø giaûi phoùng OH-).

- Khi cho theâm acid, kieàm vaøo nöôùc, khaû naêng gaây ñoäc khoâng chæ laø do söï taêng giaûm pH maø coøn do caùc thaønh phaàn coù trong chaát theâm vaøo. Khi nöôùc bò nhieãm pheøn, nguoàn nöôùc giaøu caùc chaát ñoäc daïng ion Al3+, Fe2+, SO4

2-. ÔÛ pH thaáp, haàu heát caùc sinh vaät ñeàu bò ngoä ñoäc: caù coù theå bò noå maét khi pH < 3,8, reã caây luùa coù theå bò thoái khi noàng ñoä Al3+ > 600 - 800 mg/l trong ñoàng ruoäng vaø Al3+ ≥ 135 ppm trong dung dòch dinh döôõng.

- Heä ñeäm trong nöôùc laø do söï caân baèng giöõa caùc ion CO32-, HCO3

- coù taùc duïng choáng laïi söï thay ñoåi ñoät ngoät cuûa pH, baûo ñaûm cho söï soáng cuûa caùc sinh vaät. Do vaäy, phaûi ñaûm baûo ñoä kieàm trong nöôùc khoâng ñöôïc thaáp hôn 20 mg CaCO3/l.

* CO2: coù maët trong nöôùc do söï phaân huûy kî khí cuûa caùc chaát höõu cô hoaëc do hoâ haáp cuûa thuûy sinh vaät. Khi CO2 tích tuï trong cô theå seõ laøm

130

giaûm pH trong maùu, gaây aûnh höôûng baát lôïi cho cô theå ñoäng vaät döôùi nöôùc. Löôïng CO2 trong nöôùc soâng hoà khoâng ñöôïc lôùn hôn 25 mg/l.

* Daàu: coù trong nöôùc thaûi nhaø maùy tinh luyeän daàu, saûn xuaát hoùa chaát, traïm xaêng daàu, xöôûng cô khí, söï coá traøn daàu ôû caùc kho xaêng daàu,… Daàu môõ coù thaønh phaàn hoùa hoïc phöùc taïp, ñoäc tính vaø taùc ñoäng sinh thaùi phuï thuoäc vaøo töøng loaïi daàu. Trong daàu thoâ coøn chöùa löu huyønh, nitô, kim loaïi. Daàu môõ coù ñoäc tính cao vaø töông ñoái beàn vöõng trong nöôùc. Daàu taïo thaønh lôùp maøng moûng ngaên caûn oxy hoøa tan vaøo nöôùc. ÔÛ daïng töï do vaø nhuõ töông, daàu laøm aûnh höôûng ñeán khaû naêng hoâ haáp cuûa caù, phaù huûy söï phaùt trieån cuûa taûo. Daàu laéng ôû ñaùy soâng coù haïi cho caùc sinh vaät ñaùy. Ví duï, naêm 1913, ôû Seydell (Ñöùc), daàu chaûy vaøo moät vuøng nöôùc ngoït nuoâi toâm laøm cheát 20.000 sinh vaät.

* Chaát gaây muøi: nhö hydrocarbon, phenol, pentaclorophenat natri (chaát duøng ñeå phaù lôùp buøn baùm ôû caùc thaùp laøm maùt), sulfur, mercaptan, … coù nguoàn goác töø caùc nhaø maùy luyeän than coác, saûn xuaát giaáy, cao su toång hôïp. Chuùng taïo ra caùc muøi khoù chòu ôû toâm, caù, haøm löôïng gaây muøi ôû caù nhö sau:

phenol : 15 - 25 mg/l

cresol : 10 mg/l

xylenol : 1 - 5 mg/l

pyridine : 5 mg/l

napthalene : 1 mg/l

chlorophenol : 0,1 mg/l

* Hôïp chaát nitô: NH3, NO2-, NO3

- laø saûn phaåm cuûa quaù trình trao ñoåi chaát, töø nöôùc thaûi coâng nghieäp, noâng nghieäp. Trong chu trình nitô, caùc chaát naøy coù theå chuyeån hoùa qua laïi laãn nhau. NH3 coù muøi, ñaëc bieät ñoäc tính cao khi haøm löôïng DO trong nöôùc thaáp. Ñoäc tính cuûa NH3 coøn phuï thuoäc vaøo giaù trò pH cuûa nöôùc (daïng toàn taïi laø NH4

+ hay NH3). Taïi pH = 8,5, DO = 4 -5 mg/l toång löôïng NH3-N = 2,5 mg/l ñaõ gaây ñoäc cho caùc sinh vaät nöôùc. Theo tieâu chuaån quy ñònh, toång löôïng NH3-N trong nöôùc phaûi nhoû hôn 1,5 mg/l, toång löôïng nitrat, nitrit bò giôùi haïn ôû 10 mg/l (N) vì khi ôû daïng nitrit coù khaû naêng gaây beänh methemoglobinema cho treû sô sinh.

* Chaát dinh döôõng: goàm nitô, phoát pho, carbon vaø caùc chaát khaùc nhö K, Mg, Ca, Mn, Fe, Si, … (coù nguoàn goác töø nöôùc thaûi sinh hoaït, nhaø

131

maùy giaáy, ñöôøng, traïi chaên nuoâi, nhaø maùy cheá bieán thòt caù, phaân boùn, hoùa chaát, noâng nghieäp, …). Caùc chaát naøy thuùc ñaåy söï phaùt trieån cuûa caùc sinh vaät nöôùc nhö vi khuaån, naám nöôùc, taûo, thöïc vaät noåi. Khi coù quaù nhieàu chaát dinh döôõng, chuùng seõ phaùt trieån daøy ñaëc. Sau khi cheát seõ taïo ra löôïng BOD cao, gaây thieáu huït oxy trong nguoàn nöôùc. Moät soá loaøi taûo nhö taûo xanh, taûo caùt taïo muøi vò cho nöôùc vaø laø vaät noåi haïn cheá khaû naêng söû duïng nguoàn nöôùc cho caùc muïc ñích khaùc. Thöïc vaät nöôùc phaùt trieån nhieàu seõ ngaên caûn aùnh saùng cho thöïc vaät ñaùy quang hôïp. Ngoaøi ra nguoàn oâ nhieãm phoát pho höõu cô coøn gaây söï thieáu huït oxy traàm troïng trong nöôùc (ñeå oxy hoùa hoaøn toaøn 1 mg phoát pho höõu cô caàn 160 mg oxy).

* Chaát khöû truøng: ñöôïc duøng trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc vaø nöôùc thaûi.

– Cl2: ñöôïc duøng trong coâng nghieäp vaø daân duïng vôùi muïc ñích khöû truøng hoaëc taåy traéng. Tuy nhieân, löôïng clo dö trong nöôùc sau xöû lyù laø chaát ñoäc haïi cho caùc sinh vaät nöôùc. Theo USEPA (US environmental Protection Agency), ngöôõng gaây ñoäc cuûa chlor trong nöôùc ngoït laø 19 mg/l. Caùc hôïp chaát chlor höõu cô (laø saûn phaåm cuûa quaù trình chlor hoùa nguoàn nöôùc coù chöùa caùc chaát höõu cô) coù khaû naêng gaây ung thö. Vôùi khaû naêng xaâm nhaäp vaøo cô theå 100% theo ñöôøng nöôùc uoáng.

– ClO2: laø chaát oxy hoùa maïnh duøng ñeå khöû truøng nöôùc, deã bò phaân huûy thaønh clorur, clorate. Chaát naøy coù khaû naêng laøm suy yeáu heä thaàn kinh, giaûm hoùc moân tuyeán giaùp. May thay, chuùng deã bò phaân huûy.

* Vi khuaån gaây beänh, kyù sinh truøng Trong nöôùc coù raát nhieàu loaïi vi khuaån, tröùng giun saùn, …. Laây nhieãm

beänh theo ñöôøng nöôùc do caùc vi truøng gaây neân chuû yeáu laø töø phaân ngöôøi vaø ñoäng vaät. Coù ba nhoùm ñaëc tröng:

+ Nhoùm coli: ñaïi dieän laø E.coli

+ Nhoùm streptococci: ñaëc tröng laø fecal streptococci

+ Nhoùm clostridia khöû sulfit: ñaëc tröng laø clostridium perfringens.

Caùc vi khuaån naøy chuû yeáu gaây beänh ñöôøng ruoät. Ngoaøi ra coøn coù vi khuaån gaây beänh lî, thöông haøn, taû, vaøng da do xoaén khuaån, soát laâm saøng,…

Khi chaûy traøn treân maët ñaát, nöôùc coøn coù khaû naêng bò oâ nhieãm phaân höõu cô, coù tröùng cuûa giun moùc, giun ñuõa, saùn thoâng qua con ñöôøng thöùc aên, nöôùc uoáng xaâm nhaäp vaøo cô theå vaø gaây hieän töôïng nhieãm giun saùn.

132

* Caùc chaát voâ cô Xuaát phaùt töø caùc nguoàn thaûi coâng nghieäp hoùa chaát, luyeän kim, saûn

xuaát aéc quy, caùc linh kieän ñieän, coâng ngheä kyõ thuaät cao, … Ngoaøi caùc ion, KLN ôû haøm löôïng cao seõ gaây oâ nhieãm ñoái vôùi ñôøi soáng caùc vi sinh vaät, qua chuoãi thöùc aên tôùi ñoäng vaät soáng treân caïn vaø con ngöôøi.

+ Nhoâm: chieám 8% trong voû traùi ñaát. Caùc muoái nhoâm ñöôïc söû duïng laøm caùc chaát keo tuï trong coâng ngheä xöû lyù nöôùc vaø nöôùc thaûi. Nöôùc pheøn coù haøm löôïng nhoâm cao. Nhoâm voâ cô haáp thuï keùm vaø deã bò cô theå ñaøo thaûi. Khi nghieân cöùu hieän töôïng ôû ngöôøi uoáng nöôùc coù chöùa nhoâm thaáy coù caùc beänh lieân quan ñeán naõo nhö alzheimer.

+ Antimon: coù trong thaønh phaàn caùc hôïp kim, cuõng laø moät chaát ñoäc coù theå coù trong nguoàn nöôùc.

+ Arsenic: coù trong nöôùc töø nguoàn nöôùc thaûi coâng nghieäp khai thaùc quaëng moû, saûn xuaát thuoác tröø saâu, thuoäc da, trong caùc loaïi maøu coâng nghieäp vaø töø quaù trình xoùi moøn ñaát. Caùc nghieân cöùu treân 500 gieáng UNICEP ôû An Giang cho thaáy hôn 1/3 soá gieáng nhieãm As. Caùc vuøng khaùc nhö ngoaïi thaønh Haø Noäi, Nam Ñònh nöôùc gieáng cuõng bò nhieãm As ôû möùc ñoä khoâng chaáp nhaän ñöôïc. Trong töï nhieân As thöôøng ñi cuøng S. Hôïp chaát arsenic raát ñoäc, ñöôïc xeáp vaøo nhoùm 1. Arsenic ñöôïc haáp thuï vaøo cô theå theo ñöôøng hoâ haáp, aên uoáng hoaëc qua da: 75% ñöôïc thaûi ra ôû nöôùc tieåu, phaàn coøn laïi vaøo gan, thaän, tim, roài ñeán xöông, loâng, toùc, moùng, naõo. Arsenic coù khaû naêng gaây ung thö da, phoåi, xöông, laøm sai laïc nhieãm saéc theå. Döïa treân söï xaâm nhaäp, ngöôøi ta tính ñöôïc coù khoaûng 20% theo ñöôøng nöôùc uoáng.

+ Bari: coù trong nöôùc töø caùc nguoàn nöôùc töï nhieân vaø nöôùc thaûi coâng nghieäp. Döïa treân söï xaâm nhaäp, ngöôøi ta cuõng tính ñöôïc 20% theo ñöôøng nöôùc uoáng.

+ Bo: laø nguyeân toá kích thích söï phaùt trieån cuûa caây troàng. Bo coù trong nöôùc töø nguoàn nöôùc thaûi coâng nghieäp saûn xuaát xaø phoøng, vaät lieäu xaây döïng; khi tieáp xuùc laâu gaây kích thích daï daøy.

+ Cadmium (Cd): coù trong nöôùc töø nguoàn nöôùc thaûi coâng nghieäp hoùa chaát, maï, luyeän kim, chaát deûo, khai thaùc moû, nhaø maùy phaân boùn vaø moät phaàn ñöôïc hoøa tan töø oáng daãn nöôùc, caùc moái noái kim loaïi. Söï haáp thu Cd trong cô theå phuï thuoäc vaøo tính tan cuûa caùc loaïi hôïp chaát chöùa Cd.

133

Chuùng ñöôïc tích tuï ôû thaän vaø coù chu kyø baùn huûy trong cô theå ngöôøi töø 10 - 35 naêm. Cd thuoäc nhoùm 2A, coù ñoäc tính cao ñoái vôùi thuûy sinh vaät, caù bôûi tính deã haáp thuï vaø tích luõy trong cô theå thuûy sinh cuûa chuùng. Döïa treân söï xaâm nhaäp: 10% theo ñöôøng nöôùc uoáng.

+ Croâm (Cr): ñöôïc duøng trong coâng nghieäp luyeän kim, saûn xuaát vaät lieäu chòu nhieät, thuoác nhuoäm, coâng nghieäp thuoäc da… Cr taïo thaønh caùc hôïp chaát coù hoùa trò 2+, 3+, 6+. Xeùt veà ñoäc tính gaây ung thö, Cr6+ thuoäc nhoùm 1 coøn Cr3+ thuoäc nhoùm 3, coù khaû naêng gaây vieâm da, kích thích nieâm maïc, Cr6+ gaây ñoät bieán ñoái vôùi vi sinh vaät vaø caùc teá baøo ñoäng vaät coù vuù, laøm bieán ñoåi hình thaùi teá baøo, öùc cheá söï toång hôïp bình thöôøng DNA, laøm sai leäch caùc nhieãm saéc theå.

+ Ñoàng: ôû möùc vi löôïng caàn cho ñoäng vaø thöïc vaät nhöng ngay caû ôû lieàu löôïng thaáp Cu kìm haõm söï sinh tröôûng cuûa taûo. Thöïc vaät maãn caûm vôùi Cu hôn so vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät. Tuy nhieân vôùi caù thì coù khaùc (thöïc vaät thuûy sinh theå hieän möùc nhieãm ñoäc ôû 1 mg/l trong khi caù: 0,015 - 3mg/l).

+ Cyanur: coù trong nöôùc töø nguoàn nöôùc thaûi coâng nghieäp. Ñoäc tính cao, aûnh höôûng ñeán tuyeán giaùp vaø heä thaàn kinh.

+ Chì: ñöôïc pha trong xaêng, duøng trong caùc hôïp kim, aéc quy, sôn choáng gæ, maøu coâng nghieäp. Qua ñöôøng tieâu hoùa, chì ñöôïc giöõ laïi ôû trong gan, phaàn lôùn thaûi qua maät roài theo phaân ra ngoaøi. Chì gaây thieáu maùu, taêng huyeát aùp vaø nhieãm ñoäc thaàn kinh. Chì ñöôïc tích luõy trong xöông.

+ Thuûy ngaân: hôïp chaát thuûy ngaân coù ñoäc tính cao, gaây hoaïi töû ñöôøng tieâu hoùa, truïy maïch, suy thaän caáp, phaân chia sai laïc nhieãm saéc theå. Chuùng ñöôïc tích tuï ôû thaän, trong naõo vaø baøo thai. Thuûy ngaân ñöôïc thaûi qua nöôùc tieåu vaø phaân. Caù coù khaû naêng haáp thu cao thuûy ngaân nhöng chöa gaây cheát. Ngöôøi aên caù nhieãm thuûy ngaân cuõng coù theå taêng löôïng thuûy ngaân trong maùu vaø toùc laâu ngaøy daãn ñeán beänh ung thö vaø töû vong. Tröôøng hôïp nhieãm ñoäc thuûy ngaân ôû vònh Minimata ôû Nhaät Baûn laø moät ví duï ñieån hình.

+ Niken: coù trong nöôùc uoáng do hoøa tan töø caùc ñöôøng oáng daãn nöôùc vaø moái haøn.

+ Selen: laø nguyeân toá caàn thieát cho cô theå ñeå toång hôïp men glutathion peroxidase vaø moät soá protein. Phaàn lôùn caùc hôïp chaát cuûa selen deã tan trong nöôùc vaø ñöôïc haáp thuï toát ôû ruoät.

134

+ Sulfate: coù trong nöôùc nhieãm pheøn hoaëc nöôùc thaûi coâng nghieäp. Sulfate laø anion coù ñoäc tính caáp thaáp nhaát, tuy nhieân ôû haøm löôïng cao gaây vieâm ruoät, daï daøy.

+ Thieác: khoù bò haáp thuï theo ñöôøng tieâu hoùa, khoâng tích luõy ôû moâ, ñaøo thaûi nhanh qua phaân.

+ Keõm: Keõm coù trong nöôùc uoáng do tan ra töø caùc oáng daãn nöôùc, chuùng ñöôïc haáp thuï vaø tích luõy trong caù. Ñoäc tính cuûa chuùng phuï thuoäc vaøo pH, nhieät ñoä vaø ñoä cöùng cuûa nöôùc.

* Chaát höõu cô cao phaân töû: caùc chaát naøy thöôøng coù trong nöôùc thaûi coâng nghieäp hoaëc töø vuøng laâm nghieäp coù söû duïng thuoác tröø saâu, phaân boùn maø ñieån hình laø phenol vaø caùc daãn xuaát cuûa chuùng. Caùc hôïp chaát naøy gaây muøi ñaëc tröng cho nöôùc vaø gaây haïi cho moâi tröôøng nöôùc vaø nhieãm ñoäc cho con ngöôøi. Chuùng coù ñoäc tính cao, thöôøng beàn vöõng trong moâi tröôøng nöôùc vaø coù khaû naêng tích luõy trong cô theå thuûy sinh vaät, trong cô theå ñoäng vaät coù vuù.

+ Chaát hoaït ñoäng beà maët: coù trong nöôùc thaûi sinh hoaït, nhaø maùy deät, nhuoäm, hoùa chaát… Chuùng ngaên caûn hoaït ñoäng cuûa caùc vi khuaån trong vieäc phaân giaûi caùc chaát höõu cô. ABS vaø LAS coù ñoäc tính raát cao.

+ Thuoác tröø saâu: ngaøy caøng ñöôïc söû duïng roäng raõi trong noâng nghieäp ñeå baûo veä caây troàng, ñaûm baûo ñuû löông thöïc thöïc phaåm cung caáp cho con ngöôøi. Ngoaøi taùc duïng maïnh ñoái vôùi saâu boï, thuoác tröø saâu coøn coù ñoäc tính cao ñoái vôùi ngöôøi, gia suùc, gia caàm.

* Chaát phoùng xaï: trong moâi tröôøng luoân toàn taïi moät löôïng phoùng xaï töï nhieân do hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi hoaëc do caùc vuï phun traøo nuùi löûa hoaëc moû. Phöông thöùc xaâm nhaäp chaát phoùng xaï vaøo cô theå ngöôøi chuû yeáu qua nöôùc: chaát phoùng xaï (ñaát, khí quyeån) nguoàn nöôùc (ngaàm, maët) ôû daïng huyeàn phuø, hoøa tan laéng, thöïc vaät haáp thuï tích tuï sinh hoïc, tham gia vaøo chuoãi thöïc phaåm gaây ñoäc cho ngöôøi. Chaát phoùng xaï coù theå gaây cheát ngöôøi do phaù vôõ caáu truùc teá baøo, nhieãm saéc theå aûnh höôûng ñeán di truyeàn, gaây ung thö, hö haïi phoâi thai.

3.5.2. Chaát ñoäc trong moâi tröôøng nöôùc hoà Ngoaøi caùc ñoäc chaát gioáng nhö trong nöôùc soâng, trong hoà ñaëc bieät coù

hieän töôïng phuù döôõng hoùa (PDH), ñoù laø hieän töôïng maø nguyeân nhaân chuû yeáu do taêng haøm löôïng nitô vaø phoát pho trong löôïng nhaäp vaøo thuûy vöïc

135

gaây ra söï taêng tröôûng caùc thöïc vaät caáp thaáp (rong, taûo) vaø thöïc vaät caáp cao hôn. Ñoâi khi PDH xuaát hieän ôû thuûy vöïc ven bieån vuøng vònh kín. Ñoù laø hieän töôïng nôû hoa cuûa taûo ñoäc maø ta quen goïi laø thuûy trieàu ñoû.

Söï PDH gaây ra nhöõng bieán ñoåi lôùn veà heä thuûy sinh vaø laøm xaáu ñi chaát löôïng nöôùc, daãn ñeán söï thieáu döôõng khí trong nöôùc keùo theo caùc bieán ñoåi nghieâm troïng heä thuûy sinh, phaù huûy moâi tröôøng trong saïch cuûa nöôùc trong hoà.

Hieän töôïng PDH goàm hai daïng: töï nhieân vaø do con ngöôøi.

Hieän töôïng PDH töï nhieân laø moät hieän töôïng bình thöôøng xaûy ra trong heä sinh thaùi nöôùc saïch. Ñoù laø quaù trình töï nhieân xaûy ra, trong ñoù, caùc hoà chöùa töø traïng thaùi ngheøo dinh döôõng daàn daàn chuyeån sang giaøu dinh döôõng. Quaù trình töï nhieân naøy thöôøng keùo daøi haøng nhieàu naêm. Quaù trình PDH töï nhieân laø quaù trình tích luõy chaát dinh döôõng vaø do hieän töôïng xoùi moøn sau moät thôøi gian nhaát ñònh seõ bieán hoà thaønh ñaàm laày roài trôû thaønh ñaát baèng. Trong quaù trình naøy, chaát dinh döôõng voâ cô kích thích thöïc vaät phaùt trieån, xaùc thöïc vaät taïo thaønh caùc traàm tích höõu cô, chaát naøy keát hôïp vôùi buøn do xoùi moøn laéng xuoáng ñaùy hoà, töø töø laøm giaûm ñoä saâu cuûa hoà.

Tuy nhieân, hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi laøm taêng löôïng dinh döôõng voâ cô töø caùc hoaït ñoäng noâng nghieäp, chaát thaûi thöïc phaåm vaø khu xöû lyù nöôùc thaûi ñaõ ñaåy nhanh quaù trình naøy vaø ngaøy nay trôû thaønh vaán ñeà lôùn coù quy moâ toaøn caàu. Veà nguyeân taéc, quaù trình naøy ñaõ xaûy ra nhö nhau trong haàu heát caùc quoác gia. Tuy nhieân, vaán ñeà laø nôi naøy hay nôi khaùc xaûy ra ôû toác ñoä lôùn hay nhoû tuøy thuoäc vaøo daân soá, dieän tích ñaát ñai vaø ñaëc bieät vaøo cöôøng ñoä saûn xuaát noâng nghieäp.

Nguyeân nhaân vaø haäu quaû cuûa hieän töôïng PDH

Nguyeân nhaân:

+ Do nöôùc thaûi sinh hoaït vaø coâng nghieäp.

+ Do nguoàn nöôùc thaûi saûn xuaát trong noâng nghieäp nhö:

- Vuøng canh taùc: hieän töôïng xoùi moøn, röûa troâi phaân boùn.

- Khu vöïc chaên nuoâi, thaû gia suùc: phaân suùc vaät vaø caùc vaät thoái röõa, do xoùi moøn.

- Khu chöùa phaân boùn.

136

- Khu vöïc saûn xuaát söõa vaø caùc saûn phaåm söõa. - Nöôùc thaûi daân duïng trong khu noâng nghieäp.

Söï khueách taùn nitô vaø phoát pho xuoáng keânh cuõng raát khaùc nhau, nitô raát linh ñoäng, deã di chuyeån ôû daïng ion trong khi ñoù phoátpho thöôøng bò coá ñònh trong ñaát neân khoù di chuyeån hôn.

Röøng töø tröôùc ñeán nay vaãn ñöôïc coi laø moät moâ hình ñoùng kín vôùi söï thaát thoaùt khoâng ñaùng keå caùc döôõng chaát ra moâi tröôøng. Tuy nhieân ngaøy nay raát nhieàu röøng baõo hoøa döôõng chaát nitô do keát quaû phaân huûy nitô cuûa khoâng khí oâ nhieãm. Do ñoù, nhöõng khu röøng naøy khoâng coøn ñoùng kín nöõa maø thaûi ra ngoaøi moâi tröôøng nöôùc löôïng nitô ñaùng keå.

Haäu quaû: Haäu quaû ñaàu tieân laø söï taêng tröôûng phieâu sinh thöïc vaät caáp thaáp,

taêng ñaùng keå sinh khoái heä phieâu sinh; taêng ñaùng keå caùc loaïi taûo que, taûo xanh, taûo ñoäc; taêng noàng ñoä chlorophyll, ñaåy maïnh quaù trình phaân huûy chaát höõu cô trong nöôùc. Suy giaûm nghieâm troïng haøm löôïng oxy hoøa tan laø yeáu toá cô baûn trong quaù trình töï laøm saïch cuûa nguoàn nöôùc, ñaëc bieät ôû ñoä saâu. Giaûm ñaùng keå ñoä trong cuûa nöôùc. Nhöõng ñieàu keå treân daãn ñeán haäu quaû nghieâm troïng laø moät soá loaøi caù coù ích vaø ngon bò tieâu dieät do thieáu döôõng khí vaø aên phaûi caùc loaïi taûo ñoäc; moät soá loaïi caù khaùc thích öùng vôùi ñieàu kieän sinh tröôûng môùi thöôøng laø loaøi caù coù chaát löôïng thaáp.

Söï thieáu döôõng khí laøm giaûm khaû naêng töï laøm saïch nguoàn nöôùc coäng vôùi söï phaân huûy chaát höõu cô laøm cho nöôùc bò nhieãm baån vaø coù muøi khoù chòu, pH cuûa nöôùc bò giaûm.

Söï phaân huûy cuûa taûo laø moät trong nhöõng nguyeân nhaân chính gaây ra söï thieáu döôõng khí nghieâm troïng trong nöôùc, quaù trình naøy coù theå giaûi thích baèng phaûn öùng sau:

(CH2O)106(NH3)16.H3PO4 + 138 CO2 = 106 CO2 + 122 H2O + 16 HNO3 + H3PO4 .

Phaûn öùng cho thaáy moät phaân töû phieâu sinh thöïc vaät ñaõ söû duïng 276 nguyeân töû oxy ñeå tieán haønh phaûn öùng phaân huûy vaø giaûi phoùng moät löôïng CO2, laøm giaûm pH cuûa nöôùc. Löôïng oxy ít oûi coøn laïi ñaõ khoâng ñuû ñeå cho caùc sinh vaät nöôùc tieâu thuï.

3.5.3. Chaát ñoäc trong moâi tröôøng nöôùc bieån Bieån laø nguoàn thöïc phaåm doài daøo, laø phöông tieän vaän chuyeån haøng

hoùa ñeán khaép nôi treân theá giôùi, laø nguoàn cung caáp caùc taøi nguyeân thieân

137

nhieân nhö daàu khí, laø phöông tieän giaûi trí vaø du lòch. Bieån coøn coù taùc duïng ñieàu hoøa khí haäu cho toaøn caàu. Hôn hai phaàn ba hoaït ñoäng sinh hoïc dieãn ra ngay taïi bôø bieån vaø vuøng cöûa soâng vaø ñaây cuõng laø vuøng deã toån thöông nhaát. Söï phaùt trieån cuûa daân cö vuøng ven bieån ñaõ taïo ra nhieàu thay ñoåi vaät lyù, hoùa hoïc vaø sinh hoïc cho moâi tröôøng bieån.

So vôùi soâng, bieån coù löu löôïng doài daøo, laïi theâm thuûy trieàu vaø caùc doøng haûi löu neân khaû naêng töï laøm saïch cao hôn. Tuy nhieân, vôùi löôïng lôùn caùc chaát ñoäc thaûi ra bieån cuõng ñaõ laøm thay ñoåi heä sinh thaùi ôû ñaây.

* pH: baát cöù söï thay ñoåi pH naøo cuõng daãn ñeán söï thay ñoåi heä ñeäm, laøm aûnh höôûng ñeán caùc sinh vaät bieån. Ngoaøi ra, ñoäc tính coøn do caùc taùc nhaân taïo neân trong quaù trình töông taùc trong moâi tröôøng bieån.

* Daàu: coù trong nöôùc bieån töø vieäc khai thaùc caùc gieáng daàu, caùc söï coá xaûy ra trong chuyeân chôû, boác xeáp. Daàu khoâng tan trong nöôùc maën, chuùng ñöôïc haáp thuï trong ñaát seùt, chaát lô löûng vaø laéng xuoáng ñaùy. Trong thaønh phaàn cuûa daàu, ngoaøi caùc hydrocarbon coøn coù phenol, sulfur vaø nhieàu chaát ñoäc cho sinh vaät bieån. Khi tieáp xuùc vôùi daàu, caùc sinh vaät bieån bò toån thöông, giaûm soá loaøi, daàu naëng coøn gaây caûn trôû hoâ haáp.

* Chaát gaây thoái: taïo muøi khoù chòu cho caù vaø caùc loaøi sinh vaät khaùc. * Chaát dinh döôõng: khi xaây ñaäp ngaên doøng soâng, laøm thay ñoåi caân

baèng töï nhieân thì moät löôïng lôùn phuø sa bò cuoán ra bieån. Hoaït ñoäng cuûa caùc nhaø maùy naèm ven bôø bieån cuõng thaûi ra nhieàu chaát dinh döôõng. Trong ñieàu kieän caân baèng, khi taêng noàng ñoä chaát dinh döôõng, nhieàu loaøi seõ phaùt trieån. Tuy nhieân, vôùi löôïng thaûi oà aït caùc chaát dinh döôõng, heä sinh thaùi bieån seõ bò phaù huûy. Söï maát caân baèng trong heä sinh thaùi seõ laøm giaûm naêng suaát vaø thay ñoåi söï phaân boá cuûa caùc loaøi ta mong muoán. Taïi bieån Ñòa Trung Haûi vaø Bieån Ñen, nôi tieáp nhaän nöôùc thaûi töø caùc con soâng chaûy vaøo, chaát dinh döôõng ñaõ laøm phaùt trieån maïnh thöïc vaät noåi. Xaùc cheát cuûa thöïc vaät noåi laéng daàn xuoáng ñaùy vaø tích luõy laïi do thieáu oxy cho quaù trình phaân giaûi laøm oâ nhieãm traàm troïng moâi tröôøng bieån.

* Chaát gaây ñoäc do nhieàu nguoàn gaây oâ nhieãm: • Danh muïc ñen: goàm chaát höõu cô chöùa halogen, phoát pho, thieác,

chì, caùc hôïp chaát cuûa Cd, hoùa chaát toång hôïp khoâng bò phaân huûy, caùc chaát ñoàng vò phoùng xaï.

• Danh muïc xaùm: goàm caùc chaát ít ñoäc hôn nhö: keõm, arsenic, antimon… Vieäc thaûi caùc chaát naøy khoâng bò caám hoaøn toaøn nhöng chæ vôùi

138

moät löôïng nhoû cho pheùp. Ngoaøi ra, coøn coù nhieàu ñoäc chaát trong quaù trình thaêm doø vaø khai thaùc daàu khí, moû…

• Dung dòch khoan: ñöôïc thaûi ra trong quaù trình thaêm doø vaø khoan daàu. Thaønh phaàn cuûa dung dòch khoan raát phong phuù vaø ña daïng goàm muoái voâ cô, chaát hoaït ñoäng beà maët, chaát choáng aên moøn, chaát dieät khuaån vaø moät soá phuï gia ñaëc bieät theâm vaøo trong quaù trình khoan. Ngoaøi ra coøn coù caùc KLN ñi cuøng vôùi dung dòch khoan vaø muøn khoan nhö Hg, Cr, Zn, Cu, Pb vaø Ni. Nöôùc væa luoân coù haøm löôïng kim loaïi thaáp hôn so vôùi chaát thaûi cuûa quaù trình khoan.

• Nöôùc thaûi khai thaùc: thaønh phaàn cuûa nöôùc thaûi trong quaù trình khai thaùc daàu khí bao goàm muoái hoøa tan, hydrocarbon hoøa tan hay keo tuï, chaát höõu cô hoøa tan, veát kim loaïi, phuï gia cuûa quaù trình xöû lyù vaø khai thaùc, chaát raén lô löûng. Tuy nhieân, ôû khía caïnh moâi tröôøng, ngöôøi ta chuù yù nhieàu ñeán toång soá daàu töø hydrocarbon vaø caùc thaønh phaàn cuûa hôïp chaát höõu cô thaûi ra bieån, ñaëc bieät laø thaønh phaàn cuûa caùc hydrocarbon thôm.

• Chaát hoaït ñoäng beà maët: nhö fero - crom, crom, Na, Ca, lignosulfonate, sulfonate ligniter sulfo - methylate tanin vaø natri asphalt sulfonate ñöôïc söû duïng laøm phuï gia cuûa dung dòch khoan. Chaát hoaït ñoäng beà maët coøn ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå laøm saïch muøn khoan, chaát taåy môõ, chaát öùc cheá aên moøn vaø laøm saïch ræ seùt.

• Chaát dieät khuaån: goàm nhöõng hôïp chaát ñöôïc goïi baèng teân chung nhö aliphatic dialdehyte, caùc muoái amon baäc boán, phenol oxyalkylate diamin beùo hay isotiazoline. Ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát laø natri hypochlorite. Muoái biguanidine cuõng ñöôïc söû duïng roäng raõi vaø moät soá muoái amonium baäc boán cuõng ñöôïc söû duïng phoå bieán. Thiazoline vaø caùc daãn xuaát cuûa noù ít ñöôïc söû duïng hôn. Vieäc söû duïng carbamat vaø thiocarbamat khoâng ñöôïc khuyeán khích, coøn pentachlorophenate vaø dichlorophenol bò caám söû duïng.

* Thuûy ngaân trong moâi tröôøng bieån ÔÛ nhöõng vuøng ñaïi döông xa xoâi, thuûy ngaân coù theå tích tuï trong caù

bieån vaø caùc loaøi chim aên caù cuõng nhö ñoäng vaät coù vuù. Ngoaøi khôi Baéc Myõ, caùc loaøi caù coù tích tuï moät löôïng lôùn thuûy ngaân goàm caù kieám Ñaïi Taây Döông (xiphias gladius), caù marlin xanh Thaùi Bình Döông (makaira ampla), caù ngöø vaây xanh (thunnus thynnus), caù ngöø vaây vaøng (thunnus albacares), caù ngöø nhaûy (euthynnus pelamis), caù bôn Thaùi Bình Döông vaø

139

Ñaïi Taây Döông (hippoglossus hippoglossus vaø H. stenolepis), caù nhaùm goùc (squalus spp.) vaø caùc loaøi caù maäp khaùc. Töø noàng ñoä veát cuûa thuûy ngaân trong nöôùc bieån (nghóa laø nhoû hôn 0,1 ppb), nhöõng loaøi caù treân ñaõ tích tuï thuûy ngaân trong thòt cuûa chuùng ñeán haøm löôïng vöôït quaù noàng ñoä an toaøn cho con ngöôøi (Rivers vaø coäng söï, 1972; Armstrong, 1979).

Thöïc ra, söï nhieãm thuûy ngaân cuûa caùc loaøi caù bieån laø moät vaán ñeà töï nhieân vaø khoâng môùi meû. Chaúng haïn, khoâng coù söï khaùc bieät naøo veà haøm löôïng thuûy ngaân trong moâ caù ngöø hieän ñaïi vaø caùc maãu caù ngöø trong baûo taøng ñöôïc thu thaäp trong khoaûng 1979 vaø 1909 (G.E. Miller vaø coäng söï, 1972), hoaëc haøm löôïng thuûy ngaân trong da cuûa caùc loaøi chim bieån thu ñöôïc töø caùc ñaûo ñoâng baéc Ñaïi Taây Döông töø tröôùc 1930 hay sau 1980 (Thompson vaø coäng söï, 1992).

Trong caùc loaøi caù bieån, nhöõng caù theå caøng to vaø caøng giaø thì haøm löôïng thuûy ngaân trong cô theå chuùng caøng lôùn. Chaúng haïn, trong 224 con caù kieám Ñaïi Taây Döông, haøm löôïng trung bình cuûa thuûy ngaân trong cô theå cuûa caùc caù theå caân naëng ít hôn 23 kg laø 0,55 ppm, nhöng trong nhöõng con caù coù troïng löôïng giöõa khoaûng 23 kg vaø 45 kg laø 0,86 ppm, coøn trong nhöõng con naëng hôn 45 kg thì haøm löôïng thuûy ngaân laø 1,1 ppm (Armstrong, 1979).

Baûng 3.10: Noàng ñoä thuûy ngaân trung bình trong moâ cô cuûa moät soá loaøi caù bieån coù giaù trò thöông maïi cao (Armstrong, 1979)

Loaøi Noàng ñoä thuûy ngaân (ppm treân troïng löôïng töôi)

Caù kieám (> 45 kg)

Caù ngöø vaây xanh (> 14 kg)

Caù ngöø vaây vaøng (> 32 kg)

Caù ngöø nhaûy (> 4 kg)

Caù nhaùm goùc Ñaïi Taây Döông

Caù nhaùm goùc Thaùi Bình Döông

Caù bôn Thaùi Bình Döông (> 45 kg)

Caù bôn Ñaïi Taây Döông (> 45 kg)

1,08

0,89

0,62

0,21

0,41

0,70

0,42

0,80

Trong moät soá loaøi caù, chæ moät phaàn nhoû trong toaøn boä thuûy ngaân tích tuï hieän dieän ôû daïng gaây ñoäc laø methyl thuûy ngaân. Ñieàu naøy cho thaáy raèng phaûn öùng demethyl laø moät thích nghi quan troïng cuûa caù nhaèm laøm giaûm ñoäc tính cuûa thuûy ngaân ñoái vôùi chuùng, do methyl thuûy ngaân laø moät

140

daïng thuûy ngaân ñöôïc haáp thuï töø nöôùc bieån (Rivers vaø coäng söï, 1972; Bryan, 1976). Ngoaøi ra, noàng ñoä cuûa selenium coù khuynh höôùng laøm thay ñoåi thaønh phaàn cuûa thuûy ngaân trong caùc loaøi caù naøy. Ngöôøi ta cho raèng selenium coù theå caûi thieän ñoäc tính cuûa thuûy ngaân ñoái vôùi caù vaø cuõng nhö ñoái vôùi caùc loaøi chim aên caù (Ganther vaø coäng söï, 1972; Koeman vaø coäng söï, 1973; Ganther vaø Sundi, 1974).

Haøm löôïng lôùn thuûy ngaân cuõng ñöôïc tìm thaáy trong cô theå caùc loaøi ñoäng vaät coù vuù bieån aên caù, laø maét xích treân cuøng cuûa chuoãi thöùc aên bieån (Buhler vaø coäng söï, 1975): noàng ñoä cuûa thuûy ngaân trong cô theå haûi caåu tröôûng thaønh (phoca groenlandica) ôû vuøng Ñaïi Taây Döông cuûa Canada khoaûng 0,34 ppm trong moâ thòt nhöng leân tôùi 5,1 ppm trong gan; trong khi ñoù haûi caåu con chæ coù 0,28 vaø 0,73 ppm töông öùng (Armstrong, 1979). Do daïng methyl thuûy ngaân chæ chieám ít hôn 10% toång thuûy ngaân trong gan haûi caåu neân döôøng nhö demethyl laø moät cô cheá giaûi ñoäc cuûa chuùng (Armstrong, 1979).

Do thuûy ngaân coù maët vôùi haøm löôïng lôùn trong caù taïi moät soá vuøng neân moät vaøi chính phuû ñaõ giaùm saùt thöôøng xuyeân söï nhieãm thuûy ngaân naøy vaø ñaõ ban haønh caùc khuyeán caùo veà möùc tieâu thuï caù hoaëc caám tieâu thuï caù taïi moät soá vöïc nöôùc coù vaán ñeà.

Caâu hoûi

1. Baïn haõy neâu nhöõng loaïi ñoäc chaát trong moâi tröôøng nöôùc maø baïn bieát?

2. Quaù trình traàm tích, bay hôi, phaân taùn cuûa ñoäc chaát trong moâi tröôøng nöôùc dieãn ra nhö theá naøo?

3. Haõy trình baøy caùc yeáu toá moâi tröôøng aûnh höôûng ñeán ñoäc tính cuûa chaát ñoäc?

4. Baïn haõy neâu sô neùt veà caùc chaát ñoäc trong moâi tröôøng nöôùc soâng? 5. AÛnh höôûng cuûa thuoác tröø saâu ñeán moâi tröôøng nöôùc? 6. AÛnh höôûng cuûa kim loaïi naëng ñeán moâi tröôøng nöôùc? 7. Baïn haõy neâu nguyeân nhaân vaø haäu quaû cuûa hieän töôïng phuù döôõng

hoaù? 8. Baïn haõy neâu moät soá chaát ñoäc trong moâi tröôøng nöôùc bieån? 9. Baïn haõy ñeà xuaát caùc bieän phaùp nhaèm giaûm thieåu nhöõng taùc ñoäng

xaáu cuûa chaát ñoäc troâng moâi tröôøng nöôùc soâng?

141

10. Baïn haõy ñeà xuaát caùc bieän phaùp nhaèm giaûm thieåu nhöõng taùc ñoäng xaáu cuûa chaát ñoäc troâng moâi tröôøng nöôùc hoà vaø bieån?

Taøi lieäu tham khaûo

1. NGUYEÃN THAÙI HÖNG, OÂ nhieãm moâi tröôøng nöôùc vaø khoâng khí, Nhaø xuaát baûn Noâng nghieäp Haø Noäi, 1987.

2. ÑAËNG NGOÏC THANH, Thuûy sinh hoïc ñaïi cöông, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc vaø trung hoïc chuyeân nghieäp, Haø Noäi, 1974.

3. TRAÀN HÖÕU UYEÅN, TRAÀN ÑÖÙC HAÏ, Baûo veä nguoàn nöôùc choáng oâ nhieãm vaø caïn kieät, NXB Noâng Nghieäp, Haø Noäi, 1995.

4. LEÂ VAÊN KHOA, Moâi tröôøng vaø oâ nhieãm, NXB Giaùo duïc, Haø Noäi, 1994.

141

CHÖÔNG 4

ÑOÄC HOÏC MOÂI TRÖÔØNG KHOÂNG KHÍ (AIR ECOTOXICOLOGY)

Caùc chaát oâ nhieãm khi ñöôïc thaûi vaøo moâi tröôøng khoâng khí vôùi soá löôïng lôùn vaø noàng ñoä vöôït quaù khaû naêng töï laøm saïch cuûa khí quyeån seõ trôû thaønh chaát ñoäc. Trong chöông naøy, chuùng toâi seõ trình baøy veà taùc ñoäng ñoäc cuûa saùu loaïi chaát oâ nhieãm coù maët ôû khaép moïi nôi laø caùc haït, caùc hôïp chaát cuûa löu huyønh, monoxide carbon, caùc hôïp chaát cuûa nitô, hydrocarbon vaø caùc chaát oxy hoùa quang hoùa.

4.1. PHAÂN LOAÏI VAØ NGUOÀN GOÁC 4.1.1. Phaân loaïi theo nguoàn goác chaát ñoäc

Haït Ñoù laø nhöõng hôïp chaát khoâng phaûi laø khí trong khí quyeån. Chuùng coù

theå laø nhöõng gioït nhoû lô löûng hay caùc haït raén hoaëc laø hoãn hôïp cuûa hai daïng treân. Haït coù theå ñöôïc taïo thaønh töø nhöõng chaát trô coù kích thöôùc töø 0,1 μm cho ñeán 100 μm vaø nhoû hôn nöõa. Caùc chaát trô khoâng phaûn öùng vôùi moâi tröôøng hoaëc ngaên trôû caùc thay ñoåi hình thaùi do söï ñoát hay caùc tieán trình khaùc trong khi caùc chaát hoaït ñoäng coù theå bò oxy hoùa theâm hay phaûn öùng vôùi caùc hoùa chaát trong moâi tröôøng.

Tuøy theo kích thöôùc cuûa haït maø noù coù nhöõng teân goïi khaùc nhau:

• Buïi: 1–200 μm, ñöôïc taïo thaønh do söï phaân raõ töï nhieân cuûa ñaù vaø ñaát hoaëc töø caùc quy trình cô hoïc nhö nghieàn vaø phun, coù toác ñoä laéng lôùn vaø coù theå ñöôïc taùch ra khoûi khí quyeån nhôø troïng löïc vaø caùc löïc quaùn tính. Buïi mòn ñoùng vai troø trung taâm xuùc taùc cho caùc phaûn öùng hoùa hoïc xaûy ra trong khí quyeån.

• Khoùi: goàm caùc haït mòn coù kích thöôùc töø 0,01 μm ñeán 1 μm, coù theå ôû daïng raén hay loûng, ñöôïc taïo ra töø quaù trình ñoát hay caùc quaù trình hoùa hoïc khaùc.

• Khoùi muoäi: caùc haït raén coù kích thöôùc töø 0.1 ñeán 1 μm, ñöôïc thaûi ra töø caùc quaù trình hoùa hoïc hay luyeän kim.

142

• Söông: taïo thaønh töø caùc gioït chaát loûng coù kích thöôùc nhoû hôn 10 μm, ñöôïc taïo thaønh do söï ngöng tuï trong khí quyeån hay töø caùc hoaït ñoäng coâng nghieäp.

• Muø: laø caùc haït nöôùc nhoû ñöôïc taïo thaønh töø khoaûng khoâng phía treân vaø gaàn maët ñaát vôùi ñoä ñaäm ñaëc coù theå caûn trôû taàm nhìn.

• Sol khí: loaïi naøy bao goàm taát caû caùc chaát raén hay loûng lô löûng trong khoâng khí, chuùng coù kích thöôùc thöôøng nhoû hôn 1 μm.

Oxit löu huyønh Chaát khí quan troïng nhaát thaûi ra töø caùc nguoàn oâ nhieãm laø SO2. Ñaây laø

moät chaát khí khoâng maøu coù muøi cay vaø haêng. Tan trung bình trong nöôùc (11,3 g/ 100 ml) taïo thaønh acid sulphurô yeáu (H2SO3). Trong khoâng khí saïch, SO2 bò oxy hoùa chaäm thaønh SO3. Trong khoâng khí bò oâ nhieãm, SO2 tham gia phaûn öùng quang hoùa vôùi caùc chaát oâ nhieãm khaùc hay caùc thaønh phaàn cuûa khí quyeån ñeå hình thaønh SO3, H2SO4 vaø caùc muoái cuûa H2SO4.

SO3 cuõng ñöôïc phaùt thaûi cuøng vôùi SO2 vaø baèng khoaûng 1–5% noàng ñoä cuûa SO2. SO3 nhanh choùng keát hôïp vôùi hôi nöôùc trong khí quyeån ñeå taïo thaønh H2SO4, moät chaát coù ñieåm ngöng tuï thaáp. Caû SO2 vaø SO3, ñeàu nhanh choùng bò nöôùc möa röûa troâi hoaëc sa laéng döôùi daïng khí dung. Ñoù laø lyù do taïi sao khoái löôïng SO2 trong khoâng khí khoâ vaø saïch laïi khaù nhoû so vôùi toång löôïng phaùt thaûi haøng naêm töø caùc nguoàn nhaân taïo.

Baûng 4.1 so saùnh haøm löôïng chaát oâ nhieãm nhaân taïo vôùi haøm löôïng töï nhieân cuûa chuùng trong khoâng khí khoâ vaø saïch.

Baûng 4.1: Löôïng oâ nhieãm töï nhieân vaø nhaân taïo

Toång löôïng (trieäu taán) Chaát oâ nhieãm

Nguoàn nhaân taïo (haøng naêm) Khoâng khí saïch vaø khoâ

Caùc haït 269 –

SO2 132 2

NO2 48 8

CO 400 500

Oxide nitô

Trong 6 – 7 loaïi oxide cuûa nitô thì chæ coù ba loaïi N2O, NO, NO2 laø ñöôïc taïo thaønh vôùi soá löôïng khoâng döï ñoaùn ñöôïc trong khí quyeån. Thoâng thöôøng, NO vaø NO2 ñöôïc kieåm tra vaø goïi chung laø NOx.

143

NO laø moät khí khoâng maøu, khoâng muøi, ñöôïc taïo thaønh do söï ñoát chaùy nhieân lieäu. Noù ñöôïc oxy hoùa thaønh NO2 baèng phaûn öùng quang hoùa thöù caáp trong moâi tröôøng khoâng khí oâ nhieãm. NO2 laø moät chaát khí coù muøi haêng gaây kích thích vaø coù theå ñöôïc phaùt hieän ôû noàng ñoä 0,12 ppm. Noù haáp thuï aùnh saùng maët trôøi vaø taïo ra haøng loaït phaûn öùng quang hoùa hoïc. Moät löôïng nhoû NO2 coù theå ñöôïc phaùt hieän ôû taàng xaùo troän (döôùi taàng bình löu). NO2 ñöôïc taïo ra töø söï oxy hoùa NO cuûa ozone vaø ñöôïc phaùt thaûi töø söï ñoát nhieân lieäu vaø töø caùc nhaø maùy saûn xuaát acid nitric.

Carbon Monoxide

Ñaây laø chaát ñoäc oâ nhieãm coù khoái löôïng lôùn nhaát trong khí quyeån caùc ñoâ thò. CO laø moät chaát khoâng maøu, khoâng muøi, khoâng vò vaø coù ñieåm soâi ôû –192oC. Noù laø moät chaát khí cöïc ñoäc vì noù coù aùi löïc lôùn ñoái vôùi hemoglobin trong maùu vaø laø moät chaát gaây ngaït nguy hieåm. Tæ leä cuûa söï oxy hoùa CO thaønh CO2 trong khí quyeån raát thaáp; hoãn hôïp CO vaø O2 trong ñieàu kieän aùnh saùng maët trôøi trong nhieàu naêm vaãn haàu nhö khoâng thay ñoåi. CO töï nhieân toàn taïi ôû noàng ñoä nhoû (0,1 ppm) trong khí quyeån vaø coù thôøi gian toàn taïi khoaûng 6 thaùng. Nguoàn thaûi chính cuûa CO trong khoâng khí ñoâ thò laø töø khoùi vaø oáng xaû caùc thieát bò ñoát than, gas hay daàu, khoùi nung loø voâi, loø gaïch.

Hydrocarbon Caùc hydrocarbon loûng deã bay hôi laø caùc chaát oâ nhieãm khoâng khí quan

troïng. Caùc hydrocarbon coù theå no hoaëc khoâng no, coù nhaùnh hoaëc khoâng nhaùnh hoaëc coù theå coù voøng. Ñoái vôùi caùc hôïp chaát no, methan chieám khoaûng töø 40 – 80% toång löôïng hydrocarbon trong khí quyeån ñoâ thò. Caùc chaát khoâng no bao goàm caùc olefin vaø acetylene. Trong caùc olefin thì ethylene vaø propene laø nhöõng chaát ñoäc oâ nhieãm quan troïng. Chaát ñöùng ñaàu trong nhoùm thôm laø benzene nhöng moät soá daãn xuaát töø benzene nhö totuene vaø m–xylene laïi thöôøng hieän dieän vôùi noàng ñoä lôùn trong khí quyeån ñoâ thò. Terpene laø moät hydrocarbon deã bay hôi ñöôïc phaùt thaûi nhieàu nhaát töø caùc nguoàn töï nhieân.

Hydrocarbon trong khí quyeån töï chuùng khoâng gaây ra taùc ñoäng ñoäc. Nhöng döôùi caùc phaûn öùng quang hoùa vôùi söï hieän dieän cuûa aùnh saùng maët trôøi vaø NO2, caùc hydrocarbon taïo thaønh caùc chaát oxy hoùa quang hoùa. Methane laø khí coù tham gia phaûn öùng quang hoùa ít nhaát so vôùi caùc hydrocarbon khaùc. Do ñoù, noàng ñoä caùc hydrocarbon khoâng methane ñöôïc

144

xem nhö laø nhöõng chaát oâ nhieãm khoâng khí vaø gaây ñoäc quan troïng. Caùc hydrocarbon khoâng methane ñöôïc phaùt thaûi do nhieàu hoaït ñoäng saûn xuaát, vaän chuyeån, xöû lyù vaø söû duïng daàu vaø dung moâi caùc loaïi. Nhö vaäy, caùc nhaø maùy loïc daàu, traïm xaêng, caùc phöông tieän giao thoâng vaän taûi vaø caùc ngaønh coâng nghieäp nhö sôn vaø nhöïa laø caùc nguoàn thaûi chuû yeáu cuûa hydrocarbon khoâng methane.

4.1.2. Phaân loaïi theo taùc ñoäng chaát ñoäc – Chaát ñoäc coù taùc duïng chung:

+ Taùc ñoäng kích thích chuû yeáu laø ñöôøng hoâ haáp treân: buïi kieàm, NH3, SO3. Kích thích caùc ñöôøng hoâ haáp treân vaø toå chöùc phoåi: Br–, Cn–.

+ Chaát gaây ngaït: ñôn thuaàn laø pha loaõng hay chieám choã oxy trong khoâng khí: CO2, CH4, N2. Chaát gaây ngaït hoùa hoïc ngaên caûn maùu vaän chuyeån oxy ñeán caùc toå chöùc nhö CO.

+ Chaát gaây meâ vaø gaây teâ: ethylene, etyl ete, xeton.

+ Chaát coù taùc duïng dò öùng: isocyanat höõu cô.

– Chaát ñoäc coù taùc duïng heä thoáng:

+ Taùc duïng leân heä thoáng thaàn kinh: thuoác tröø saâu ...

+ Taùc duïng leân heä thoáng taïo maùu: KLN taùc duïng leân baïch caàu

+ Taùc duïng leân thaän: chì (Pb), thuûy ngaân (Hg)…

+ Taùc duïng leân caùc moâ vaø cô quan khaùc: Caùc chaát khí ñoäc xaâm nhieãm qua da.

4.2. TÍNH ÑOÄC Chaát oâ nhieãm khoâng khí coù khaû naêng gaây ñoäc khi noàng ñoä cuûa

chuùng vöôït quaù ngöôõng chòu ñöïng cuûa sinh vaät. Caùc yeáu toá aûnh höôûng ñeán taùc haïi cuûa chaát ñoäc ñoái vôùi cô theå:

− Yeáu toá chuû quan: tuøy thuoäc sinh vaät tieáp nhaän chaát ñoäc (tuoåi, giôùi tính)

− Caáu truùc hoùa hoïc:

+ Hôïp chaát hydrocarbon coù tính ñoäc tæ leä thuaän vôùi soá nguyeân töû carbon trong phaân töû.

145

+ Nhöõng chaát khí coù cuøng soá nguyeân toá thì phaân töû coù chöùa ít nguyeân töû hôn seõ ñoäc hôn. Ví duï, CO ñoäc hôn CO2.

+ Soá nguyeân töû halogen thay theá hydro caøng nhieàu thì ñoäc tính caøng cao. Ví duï, CCl4 ñoäc hôn CHCl3.

− Tính chaát vaät lyù cuûa chaát ñoäc: nhieät ñoä boác hôi, ñoä bay hôi, khaû naêng haáp phu, khaû naêng ngöng tuï trong khoâng khí…

− Noàng ñoä, thôøi gian tieáp xuùc: cao vaø laâu daøi seõ ngoä ñoäc maïnh.

− Taùc ñoäng toång hôïp cuûa caùc chaát ñoäc: khi coù maët chaát khí ñoäc khaùc, moät chaát khí ñoäc coù theå coù tính ñoäc maïnh hôn khi noù taùc ñoäng rieâng leû.

− Caùc ñieàu kieän moâi tröôøng: nhieät ñoä, aùp suaát, ñoä aåm, gioù cuõng laøm thay ñoåi tính ñoäc cuûa moät soá chaát – ñoäc tính coù theå taêng leân hay giaûm ñi tuøy thuoäc vaøo töøng loaïi chaát.

4.3. NGOÄ ÑOÄC 4.3.1. Ñöôøng xaâm nhaäp Ñoái vôùi chaát ñoäc trong moâi tröôøng khoâng khí, ñöôøng xaâm nhaäp vaøo

cô theå coù theå qua da, maét, muõi nhöng chuû yeáu vaãn laø thoâng qua heä hoâ haáp. Phoåi ngöôøi coù dieän tích tieáp xuùc vôùi khoâng khí laø 90m2, trong ñoù 70m2 laø dieän tích tieáp xuùc cuûa pheá nang; maïng löôùi mao maïch coù dieän tích 140m2. Maùu qua phoåi nhanh vaø nhieàu thuaän lôïi cho söï haáp thuï chaát ñoäc qua pheá nang. Theå tích hoâ haáp ôû ngöôøi lôùn = 20 m3/ngaøy, ôû treû em = 5 m3/ngaøy.

Caùc chaát ñoäc theo khoâng khí ñöôïc hít vaøo qua khoang muõi, cuoáng hoïng vaø thanh quaûn. Sau ñoù khí tieáp tuïc ñi qua cuoáng phoåi, phoåi, pheá nang vaø caùc oáng mao quaûn trong phoåi vaø cuoái cuøng laø vaøo caùc tuùi phoåi. Xung quanh tuùi phoåi coù caùc maïch maùu li ti. Maøng nhaày hoâ haáp cuûa phoåi laø nôi dieãn ra quaù trình trao ñoåi khí giöõa tuùi phoåi vaø mao maïch. Caùc khí ñoäc theo con ñöôøng ñoù xaâm nhaäp vaøo maùu.

Caùc haït ñöôïc hít vaøo seõ naèm laïi trong heä hoâ haáp taïi caùc vuøng khaùc nhau tuøy theo kích thöôùc khaùc nhau. Haït treân 10 μm thì haàu nhö bò giöõ laïi ôû muõi. Caùc haït döôùi 10 μm thì ñi qua ñöôïc muõi vaøo khí quaûn, haït töø 0,5 – 5 μm naèm ôû caùc nhaùnh cuoáng phoåi nhoû vaø ñoâi khi ñi vaøo tuùi phoåi. Thaønh

146

cuoáng phoåi vaø caùc nhaùnh cuoáng phoåi coù caáu truùc gaáp neáp daïng sôïi toùc ñöôïc goïi laø cilia vaø taïi ñaây caùc haït mòn seõ ñöôïc taùch ra cuøng vôùi chaát nhaày baèng caùch ñöa chuùng ñeán thanh quaûn vaø ñoâi luùc, coù theå seõ ñöôïc nuoát xuoáng buïng. Söùc khoûe bò ñe doïa khi caùc haït nhoû hôn 0,5 μm tích tuï trong tuùi phoåi vaø gaây haïi cho cô quan hoâ haáp.

• Ñoäc ñoäng hoïc Chaát ñoäc ñi vaøo teá baøo theo ba cô cheá chính: khueách taùn (vaän

chuyeån thuï ñoäng), thaám loïc (theo kích thöôùc loã maøng vaø kích thöôùc phaân töû), vaän chuyeån tích cöïc (gaén keát vaøo phaân töû chaát mang).

• Caùc phaûn öùng vôùi chaát ñoäc Sinh vaät tieáp xuùc vôùi chaát ñoäc, thay ñoåi sôùm nhaát dieãn ra ôû möùc teá

baøo. Quan troïng laø thay ñoåi caáu taïo thaønh teá baøo, öùc cheá men laøm thay ñoåi ñoä chuaån xaùc cuûa DNA gaây bieán dò hoaëc trôû ngaïi cho hoaït ñoäng taêng tröôûng bình thöôøng cuûa teá baøo. Ví duï buïi chì (Pb).

Khi tieáp xuùc vôùi chaát ñoäc, söï thích öùng vaø chòu ñöïng cuûa sinh vaät bò suy giaûm; aûnh höôûng tuoåi thoï cuûa sinh vaät. Ñoù laø hieäu öùng döôùi möùc töû vong. Khi noàng ñoä chaát khí ñoäc cao ñeán möùc gaây cheát cho caù theå ñoù laø hieäu öùng töû vong.

• Ñaøo thaûi chaát ñoäc

Caùc chaát ñoäc trong khoâng khí coù theå theo heä thoáng hoâ haáp vaøo tôùi heä thoáng tuaàn hoaøn vaø baøi tieát ra ngoaøi qua thaän, ruoät hay tuyeán moà hoâi vaø tuyeán söõa.

4.3.2. AÛnh höôûng cuûa söï tieáp xuùc vôùi chaát oâ nhieãm • Ñaëc ñieåm

Coù bieåu hieän hieäu öùng ñoäc khi chaát khí ñoäc ñaõ xaâm nhaäp vaøo cô theå sinh vaät. Tuy nhieân, khoù xaùc ñònh ñöôïc noàng ñoä chaát ñoäc trong cô quan sinh vaät maø khoâng gieát hay moå sinh vaät ñoù. Do ñoù, ta xaùc ñònh noàng ñoä chaát ñoäc trong cô quan sinh vaät, qua noàng ñoä trong moâi tröôøng khoâng khí bao quanh hay döïa vaøo caùc nguyeân lyù döôïc ñoäng hoïc vaø hoùa ñoäng hoïc, hoaëc xaùc ñònh thôøi gian caàn coù ñeå chaát ñoäc gaây taùc ñoäng ôû moät noàng ñoä naøo ñoù trong moâi tröôøng khoâng khí.

• Caùch tieáp xuùc

Ñoái vôùi ñoäng vaät, phaûn öùng nhaïy nhaát ñoái vôùi moät chaát ñoäc laø qua

147

maùu. Tuy nhieân, ñoái vôùi moâi tröôøng lao ñoäng vaø sinh hoaït bình thöôøng thì tieáp xuùc qua ñöôøng hoâ haáp laø thöôøng xuyeân nhaát.

• Ñoä daøi vaø taàn soá tieáp xuùc

Tieáp xuùc caáp tính laø söï tieáp xuùc coù noàng ñoä cao trong moät thôøi gian ngaén (thöôøng laø 24 giôø). Tieáp xuùc vôùi chaát ñoäc ñöôïc laëp ñi laëp laïi vôùi lieàu löôïng thaáp hôn tieáp xuùc caáp tính trong nhöõng khoaûng thôøi gian < 1 thaùng laø tieáp xuùc baùn caáp tính; trong khoaûng thôøi gian töø 1 ñeán 3 thaùng laø tieáp xuùc baùn kinh nieân. Söï tieáp xuùc vôùi chaát ñoäc ôû lieàu löôïng töø phaàn ngaøn ñeán phaàn traêm so vôùi lieàu tieáp xuùc caáp tính trong khoaûng thôøi gian laâu hôn ba thaùng laø tieáp xuùc kinh nieân.

Tieáp xuùc ôû lieàu caáp tính gaây ñoäc maïnh hôn ôû lieàu kinh nieân. Khi söï haáp thuï chaát ñoäc lôùn hôn söï chuyeån hoùa sinh hoïc vaø baøi tieát thì xaûy ra söï tích luõy chaát ñoäc.

4.4. NGÖÔÕNG ÑOÄC Khi moät chaát ñoäc trong moâi tröôøng khoâng khí chöa ñaït ñeán moät

noàng ñoä naøo ñoù thì chöa gaây ñoäc vaø coù theå laø chaát coù ích. Ngöôõng ñoäc laø lieàu löôïng thaáp nhaát gaây ra ngoä ñoäc.

Lieàu löôïng vaø phaûn öùng (dose and responses)

Lieàu löôïng (hay noàng ñoä) ñoäc chaát trong moâi tröôøng khoâng khí thöôøng lôùn hôn löôïng ñoäc chaát ñi vaøo moâ sinh vaät. Phaûn öùng cuûa ñoäc chaát ñöôïc mieâu taû nhö laø moái lieân heä giöõa caùc phaûn öùng hoùa hoïc, vaät lyù hoaëc sinh hoïc sau khi tieáp xuùc vôùi khí ñoäc ôû caùc noàng ñoä khaùc nhau. Thoâng thöôøng, ngöôøi ta laáy noàng ñoä khí ñoäc trong moâi tröôøng khoâng khí, hoaëc noàng ñoä haáp thuï vaøo sinh vaät laøm lieàu löôïng thí nghieäm ñònh löôïng phaûn öùng cuûa sinh vaät vôùi lieàu löôïng ñoäc chaát qua möùc ñoä phaûn öùng cuûa sinh vaät hoaëc thôøi gian baét ñaàu bieåu hieän phaûn öùng.

Lieàu gaây cheát LD50 (tính baèng mg/kg): laø lieàu löôïng thaáp nhaát laøm cheát 50% sinh vaät thí nghieäm. Ñaây laø moät thoâng soá suy dieãn baèng phöông phaùp thoáng keâ, xaùc ñònh theo möùc ñoä ngoä ñoäc caáp tính. Ñoái vôùi ñoäc chaát trong khoâng khí ta söû duïng noàng ñoä gaây cheát, LC50, tính baèng mg/m3. Lieàu gaây cheát, noàng ñoä gaây cheát bieåu hieän ñoä ñoäc cuûa ñoäc chaát vaø noù chæ theå hieän tính ñoäc caáp, khoâng theå hieän ñoä ñoäc maõn tính. (xem theâm chöông 1)

148

4.5. MOÄT SOÁ ÑOÄC CHAÁT TRONG MOÂI TRÖÔØNG KHOÂNG KHÍ

4.5.1. Carbon oxide (COX)

Carbon monoxide (CO)

− Tính chaát: carbon monoxide (CO) laø chaát khí khoâng maøu, khoâng muøi, tæ troïng d = 0,967, nhieät ñoä soâi Ts = –199 oC.

− Nguoàn: ñöôïc taïo ra do söï chaùy khoâng hoaøn toaøn cuûa caùc nhieân lieäu hay vaät lieäu coù chöùa carbon.

Löôïng phaùt thaûi treân theá giôùi khoaûng 250 trieäu taán CO moät naêm, trong ñoù coù moät phaàn CO sinh hoïc.

Khí CO chieám tæ leä lôùn trong caùc chaát oâ nhieãm moâi tröôøng khoâng khí, nhöng noàng ñoä khí CO trong moâi tröôøng khoâng khí khoâng oån ñònh, bieán thieân nhanh, ta chöa xaùc ñònh ñöôïc chính xaùc.

− Tích luõy: ôû trong laùch; khoâng tích luõy trong maùu vaø maát ñi raát nhanh

− Gaây ñoäc

Ñoái vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät: ngöôøi vaø ñoäng vaät coù theå cheát ñoät ngoät khi tieáp xuùc hít thôû khí CO, do noù taùc duïng maïnh vôùi hemoglobin (Hb) (maïnh gaáp 250 laàn so vôùi oxy), laáy oxy cuûa Hb vaø taïo thaønh cacboxyhemoglobin, laøm maát khaû naêng vaän chuyeån oxy cuûa maùu vaø gaây ra ngaït. Phaûn öùng:

Hb.O2 + CO ↔ Hb.CO + O2.

Ngoaøi ra, CO coøn taùc duïng vôùi Fe trong xytochrom–oxydaze – men hoâ haáp coù chöùc naêng hoaït hoùa oxy – laøm baát hoaït men naøy, laøm söï thieáu oxy caøng traàm troïng.

Caùc trieäu chöùng beänh xuaát hieän töông öùng vôùi caùc noàng ñoä CO vaø möùc Hb.CO trong maùu nhö sau:

Baûng 4.2: Möùc ñoä gaây ñoäc phuï thuoäc noàng ñoä Hb.CO trong maùu

Noàg ñoä CO trong khoâng khí (ppm)

Noàng ñoä Hb.CO trong maùu (phaàn ñôn vò)

Möùc gaây ñoäc

50 0,07 Nhieãm ñoäc nheï

100 0,12 Nhieãm ñoäc vöøa vaø choùng maët

250 0,25 Nhieãm ñoäc naëng vaø choùng maët

149

500 0,45 Buoàn noân, noân, truïy tim maïch

1.000 0,60 Hoân meâ

10.000 0,95 Töû vong

Nhieãm ñoäc caáp tính khi noàng ñoä Hb.CO ñaït ñeán 50%.

Ñoái vôùi thöïc vaät: thöïc vaät ít nhaïy caûm vôùi CO so vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät, nhöng khi noàng ñoä CO cao (100–10.000 ppm) laøm cho laù ruïng, bò xoaén quaên, caây non bò cheát, caây coái chaäm phaùt trieån. CO laøm maát khaû naêng coá ñònh nitô, laøm thöïc vaät thieáu ñaïm.

4.5.2. Carbon dioxide (CO2)

− Tính chaát: CO2 laø khí khoâng maøu, khoâng muøi, khoâng chaùy, vò chaùt, deã hoùa loûng do neùn, tæ troïng d = 1,53, nhieät ñoä soâi Ts = –78oC.

− Nguoàn: CO2 taïo neân do söï ñoát chaùy hoaøn toaøn chaát höõu cô. Noù coøn ñöôïc taïo ra trong quaù trình phaân huûy chaát höõu cô (muøn raùc) vaø leân men röôïu.

− Gaây ñoäc

Bình thöôøng, CO2 trong khoâng khí chieám tæ leä thích hôïp coù taùc duïng kích thích trung taâm hoâ haáp laøm thuùc ñaåy quaù trình hoâ haáp cuûa sinh vaät. Tuy vaäy, neáu noàng ñoä CO2 trong khoâng khí leân tôùi 50 – 60 ml/m3 (10–110 mg/l) thì seõ laøm ngöng hoâ haáp sau 30 ÷ 60 phuùt.

Baûng 4.2a. AÛnh höôûng noàng ñoä CO2 trong moâi tröôøng khoâng khí leân söùc khoûe con ngöôøi

Noàng ñoä (%) Taùc haïi 0,5 Khoù chòu veà hoâ haáp

1,5 Khoâng theå laøm vieäc ñöôïc

3–6 Coù theå nguy hieåm ñeán tính maïng

8–10 Nhöùc ñaàu, roái loaïn thò giaùc, maát tri giaùc ngaït thôû

10–30 Ngaït thôû ngay, thôû chaäm, tim ñaäp yeáu

35 Cheát ngöôøi

150

4.5.3. Khí sulfur oxide (SOx)

- Tính chaát: Sulfur dioxide (SO2) laø chuû yeáu, coøn sulfur trioxide (SO3) cuõng coù trong khoâng khí nhöng soá löôïng khoâng nhieàu laém. SO2 laø khí khoâng maøu, coù vò cay, muøi khoù chòu, tæ troïng d = 2,92.

- Nguoàn: Khí naøy coù nhieàu ôû caùc loø ñoát coù söû duïng nhieân lieäu coù löu huyønh nhö ôû loø luyeän gang, loø reøn, loø gia coâng noùng, trong coâng nhieäp hoùa chaát: saûn xuaát H2SO4, söû duïng caùc hoùa chaát chöùa S.

Trong khí quyeån SO2, do hieän töôïng quang hoùa vaø coù xuùc taùc (V2O5) bieán thaønh SO3.

- Löôïng phaùt thaûi: do saûn xuaát thaûi vaøo khí quyeån raát lôùn, ≈ 66 trieäu taán sulfur/naêm – 132 trieäu taán SO2/naêm, chuû yeáu laø do ñoát nhieân lieäu (than, daàu).

- Xaâm nhaäp vaø bieán ñoåi: SO2 vaøo cô theå qua ñöôøng hoâ haáp vaø tieáp xuùc vôùi nieâm maïc aåm öôùt neân hình thaønh nhanh choùng caùc acid H2SO3 vaø H2SO4.

- Tích luõy: Do deã tan trong nöôùc neân SO2 sau khi hít thôû vaøo seõ phaân taùn trong maùu tuaàn hoaøn. ÔÛ maùu, H2SO4 chuyeån hoùa thaønh sunfat vaø thaûi ra nöôùc tieåu.

- Gaây ñoäc

Taùc haïi cuûa SO2 laø do hình thaønh acid H2SO3, H2SO4.

Ñoái vôùi ñoäng vaät

Baûng 4.3. Taùc haïi cuûa SO2 ñoái vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät

30–20 mg SO2/m3 Giôùi haïn cuûa ñoäc tính

50 mg SO2/m3 Taùc haïi ñöôøng hoâ haáp, ho

260 –130 mg SO2/m3 Lieàu nguy hieåm sau khi hít thôû (30–60 phuùt)

260 –1000 mg SO2/m3 Lieàu gaây cheát nhanh (30–60 phuùt)

Ñoäc tính chung cuûa SOx laø roái loaïn chuyeån hoùa protein vaø ñöôøng, gaây thieáu vitamin B vaø C, öùc cheá enzym oxydaze. Haáp thuï löôïng lôùn SO2 coù khaû naêng gaây beänh cho heä taïo huyeát vaø taïo ra methemoglobin, taêng cöôøng quaù trình oxy hoùa Fe2+ thaønh Fe3+.

151

Ñoái vôùi thöïc vaät

Ñoái vôùi thöïc vaät, SO2 coù taùc haïi ñeán söï sinh tröôûng cuûa rau, quaû. Noàng ñoä SO2 chæ ñoä 0,03 ppm ñaõ gaây aûnh höôûng ñeán sinh tröôûng cuûa rau, quaû. Ñoái vôùi caùc loaïi thöïc vaät nhaïy caûm, giôùi haïn gaây ñoäc kinh nieân khoaûng 0,15 – 0,30 ppm. Nhaïy caûm nhaát ñoái vôùi SO2 laø caùc thöïc vaät baäc thaáp nhö reâu, ñòa y. ÔÛ noàng ñoä thaáp nhöng vôùi thôøi gian keùo daøi moät soá ngaøy seõ laøm laù vaøng uùa vaø ruïng. Khi noàng ñoä SO2 trong khoâng khí khoaûng 1–2 ppm coù theå gaây toån thöông ñoái vôùi laù caây sau vaøi giôø tieáp xuùc. ÔÛ noàng ñoä cao thì trong moät thôøi gian ngaén ñaõ laøm ruïng laù vaø gaây beänh cheát hoaïi ñoái vôùi nhieàu loaøi thöïc vaät.

SO2 laø chaát chuû yeáu cuûa möa acid. Möa acid laøm toån thöông laù caây, voû caây, trôû ngaïi quaù trình quang hôïp, laøm cho laù caây bò vaøng uùa vaø ruïng, phaù hoaïi caùc toå chöùc beân trong, khieán cho caây troàng moïc raát khoù khaên. Möa acid coøn caûn trôû söï sinh tröôûng cuûa boä reã, laøm suy giaûm khaû naêng choáng beänh vaø saâu haïi cuûa caây. Möa acid laøm acid hoùa ñaát, giaûi phoùng ñaát caùc ion kim loaïi gaây ñoäc cho thöïc vaät.

4.5.4. Hydro sulfur (H2S)

− Tính chaát: hydro sulfur laø khí khoâng maøu, muøi thoái ñaëc tröng, tæ troïng d = 1,19, nhieät ñoä soâi Ts = –60,2oC. Noàng ñoä 40,3–45,5 % theå tích H2S trong khoâng khí, hoãn hôïp seõ noå khi coù tia löûa.

− Nguoàn: trong thieân nhieân H2S laø do chaát höõu cô, rau, coû hoaëc caùc ruoäng luùa, ñaàm laày, vuøng ñaát ngaäp nöôùc, nhieàu taøn tích höõu cô. Quaù trình phaân giaûi yeám khí caùc höõu cô chöùa löu huyønh hay trong moâi tröôøng ñaát, nöôùc giaøu löu huyønh seõ taïo ra saûn phaåm H2S. Ñaëc bieät nôi tröôùc ñaây laø röøng caây hoãn hôïp, hay doøng soâng coå, vònh bieån, qua moät thôøi kyø phaùt trieån thaønh röøng, sau ñoù coù lôùp phuø sa môùi vuøi laáp, caïn daàn. Noù coøn ñöôïc sinh ra ôû caùc veát nöùt nuùi löûa, ôû caùc coáng raõnh thaønh phoá nhö Nhieâu Loäc Thò Ngheø, Taøu Huõ, Beán ngheù, Ruoät ngöïa, Keânh Ñoâi, Keânh Teû… vaø caùc haàm loø khai thaùc than. Trong coâng nghieäp, H2S sinh ra do quaù trình söû duïng nhieân – nguyeân lieäu coù chöùa löu huyønh. H2S cuõng ñöôïc sinh ra trong ngaønh hoùa daàu, luyeän than coác.

− Taûi löôïng phaùt thaûi: öôùc tính töø maët bieån phaùt ra khoaûng 30 trieäu taán H2S moãi naêm vaø töø maët ñaát phaùt ra khoaûng 60 – 80 trieäu taán moãi naêm, coøn töø saûn xuaát coâng nghieäp phaùt ra khoaûng 3 trieäu taán moãi naêm.

152

− Tích luõy: khoâng coù söï tích luõy.

− Chuyeån hoùa: H2S bò oxy hoùa nhanh choùng thaønh caùc sulfate, coù ñoäc tính thaáp hôn.

− Gaây ñoäc

Ñoái vôùi con ngöôøi vaø ñoäng vaät

H2S coù taùc duïng nhieãm ñoäc toaøn thaân. Khí naøy öùc cheá men hoâ haáp Warburg (men cytochrom oxydaze) coù theå gaây töû vong. H2S coù taùc duïng kích thích taïi choã leân nieâm maïc vì tieáp xuùc aåm, hình thaønh caùc loaïi sulfur. Caùc sulfur ñöôïc taïo thaønh coù theå xaâm nhaäp heä tuaàn hoaøn, taùc ñoäng ñeán caùc vuøng caûm giaùc – maïch, vuøng sinh phaûn xaï cuûa caùc thaàn kinh ñoäng maïch caûnh vaø thaàn kinh hering.

ÔÛ noàng ñoä thaáp (0,24 – 0,36 mg/l), H2S coù taùc ñoäng leân maét vaø ñöôøng hoâ haáp. Moät soá ngöôøi ñaõ caûm thaáy muøi raát khoù chòu cuûa tröùng gaø vòt thoái, khi H2S ôû noàng ñoä 5 ppm. Vôùi noàng ñoä 150 ppm coù theå gaây toån thöông boä maùy hoâ haáp vaø maøng nhaày. Tröïc tieáp tieáp xuùc vôùi khí H2S ôû noàng ñoä 500 ppm trong khoaûng 15 – 20 phuùt seõ sinh ra beänh tieâu chaûy vaø vieâm cuoáng phoåi. Tieáp xuùc ngaén vôùi khí H2S ôû noàng ñoä 700 – 900 ppm, thì H2S seõ nhanh choùng xuyeân qua maøng tuùi phoåi, ngay sau ñoù, thaâm nhaäp vaøo maïch maùu vaø coù theå gaây töû vong.

* Ñoái vôùi thöïc vaät

Hydro sulfur coù taùc duïng laøm toån thöông laù caây, laøm ruïng laù vaø laøm giaûm sinh tröôûng.

− Ñaøo thaûi: Chæ moät phaàn nhoû (< 6%) löôïng haáp thu vaøo ñoäng vaät vaø ngöôøi ñöôïc thaûi qua khí thôû ra. Caùc chaát chuyeån hoùa cuûa H2S (sulfate, hydro sulfide) vaøo thaän, sau ñoù ñöôïc thaûi ra qua nöôùc tieåu.

4.5.5. Nitô oxide (NOx)

− Tính chaát: trong khí quyeån coù nhieàu loaïi nitô oxide, nhöng chuû yeáu laø nitric oxide (NO) vaø nitô dioxide (NO2).

NO2 laø moät khí coù maøu hoàng, ta coù theå phaùt hieän ñöôïc muøi cuûa noù khi noàng ñoä ≥ 0,12 ppm. Trong phaûn öùng quang hoùa hoïc noù haáp thuï böùc xaï töû ngoaïi.

NO laø khí khoâng maøu, tæ troïng d = 1,340, nhieät ñoä soâi Ts = –151,8oC.

153

− Nguoàn: töø caùc nguoàn ñoát nhieân lieäu daàu, khí ñoát, saûn xuaát hoùa chaát, haøn caét kim loaïi …

Do hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi, haøng naêm coù khoaûng 48 trieäu taán NOx (chuû yeáu laø NO2) ñöôïc phaùt thaûi.

– Gaây ñoäc

* Ñoái vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät

Hemoglobin taùc duïng maïnh vôùi khí NO (maïnh gaáp 1500 laàn so vôùi khí CO), nhöng NO trong khí quyeån haàu nhö khoâng coù khaû naêng thaâm nhaäp vaøo maïnh maùu ñeå phaûn öùng vôùi Hb.

Khí NO2 vôùi noàng ñoä 100 ppm coù theå laøm cheát ngöôøi vaø ñoäng vaät chæ sau vaøi phuùt, vôùi noàng ñoä 5 ppm coù theå gaây taùc haïi boä maùy hoâ haáp sau maáy phuùt tieáp xuùc, vôùi noàng ñoä 15 – 50 ppm gaây nguy hieåm cho phoåi, tim, gan sau vaøi giôø tieáp xuùc. Vôùi noàng ñoä khoaûng 0,06 ppm cuõng coù theå gaây beänh phoåi cho ngöôøi, neáu tieáp xuùc laâu daøi.

* Ñoái vôùi thöïc vaät Moät soá thöïc vaät nhaïy caûm ñoái vôùi moâi tröôøng seõ bò taùc haïi khi noàng

ñoä NO2 khoaûng 1 ppm vaø thôøi gian taùc ñoäng trong khoaûng moät ngaøy. Neáu noàng ñoä thaáp hôn, chæ ñoä 0,35 ppm, thì thôøi gian taùc ñoäng khoaûng moät thaùng môùi coù taùc haïi roõ.

4.5.6. Amoniac (NH3)

− Tính chaát: amoniac (NH3) laø moät khí khoâng maøu, muøi khai neân deã phaùt hieän khi roø ræ, tæ troïng d = 0,597, nhieät ñoä soâi Ts = –33oC. NH3 taïo vôùi khoâng khí moät hoãn hôïp 16–25% theå tích coù theå gaây noå neáu gaëp tia löûa. Töø NH3 coù theå taïo ra khí ñoäc môùi laø NO, NO2…

− Nguoàn: amoniac laø chaát laøm laïnh phoå bieán; amoniac coøn coù theå ñöôïc taïo ra ôû caùc nhaø maùy saûn xuaát phaân ñaïm, saûn xuaát acid nitric vaø laø chaát thaûi cuûa con ngöôøi vaø ñoäng vaät.

− Gaây ñoäc

* Ñoái vôùi ñoäng vaät vaø ngöôøi

Amoniac laø khí ñoäc coù khaû naêng kích thích maïnh leân leân ñöôøng hoâ haáp vaø nieâm maïc aåm öôùt, gaây boûng raùt, do phaûn öùng kieàm hoùa keøm theo toûa nhieät. Ngöôõng chòu ñöïng ñoái vôùi amoniac laø 20 – 40 mg/m3. Khi tieáp

154

xuùc vôùi amoniac vôùi noàng ñoä 100 mg/m3 trong moät khoaûng thôøi gian ngaén seõ khoâng ñeå laïi haäu quaû laâu daøi. Tuy nhieân, khi tieáp xuùc vôùi amoniac ôû noàng ñoä 1500 – 2000 mg/m3 trong thôøi gian 30 phuùt seõ nguy hieåm ñoái vôùi tính maïng. NH3 taùc ñoäng vaøo maùu, khi ñaït noàng ñoä cao seõ leân naõo, gaây haïi heä thaàn kinh trung öông, laøm ñoäng vaät vaø ngöôøi bò hoân meâ nheï roài hoân meâ saâu, thaäm chí töû vong.

* Ñoái vôùi thöïc vaät

NH3 coøn gaây beänh cho thöïc vaät: laøm moâ thöïc vaät bò gaãy gioøn; laù coù theå bò uùa vaøng roài nhanh choùng ruïng laù. NH3 noàng ñoä cao laøm laù caây maát dieäp luïc trôû neân traéng baïch hay vaøng röïc nhö hieän töôïng xaûy ra gaàn ñaây ôû khu coâng nghieäp Leâ Minh Xuaân. Hoaëc NH3 cuõng coù taùc ñoäng laøm ñoám laù vaø ruïng hoa, laøm giaûm soá löôïng reã caây, laøm caây thaáp ñi, laøm quaû bò thaâm tím vaø laøm giaûm tæ leä naûy maàm haït gioáng.

4.5.7. Khí chlor vaø hôi acid chlorhydric (HCl)

− Tính chaát

Chlor (Cl2) laø chaát khí maøu vaøng luïc, coù muøi soác khoù thôû, tæ troïng d = 2,486, nhieät ñoä soâi Ts = –33,9oC .

Clorur hydro (HCl) laø khí khoâng maøu, tæ troïng d = 0,921.

− Nguoàn: trong khí quyeån, khí chlor vaø HCl coù nhieàu ôû vuøng nhaø maùy hoùa chaát, nhaø maùy saûn xuaát phaân boùn…

Khi ñoát than, giaáy, chaát deûo vaø nhieân lieäu raén cuõng taïo ra khí chlor vaø HCl.

− Chuyeån hoùa:

Cl2 + H2O ↔ HCl + HClO;

2Cl2 + 2H2O ↔ 4HCl + O2;

− Gaây ñoäc

* Ñoái vôùi ñoäng vaät

Khí chlor laø moät chaát cöïc ñoäc ôû baát cöù noàng ñoä naøo, noù coù theå gaây haïi leân ñoaïn treân cuûa ñöôøng hoâ haáp. Khí chlor gaây ñoäc haïi cho ngöôøi vaø ñoäng vaät. Tieáp xuùc vôùi moâi tröôøng coù noàng ñoä chlor cao seõ bò xanh xao, vaøng voït, beänh taät vaø coù theå bò cheát.

155

Baûng 4.4. Möùc ñoä taùc haïi khí ñoäc chlor vaø hôi HCl

3,2 mg/m3 Keùo daøi Coù theå chòu ñöôïc

30 mg/m3 60 phuùt Phuø, vieâm pheá quaûn

3200 mg/m3 Raát ngaén Ngaït thôû

Hôi acid HCl coù taùc haïi ñeán ñöôøng hoâ haáp vaø nieâm maïc maét. Hít thôû phaûi hôi acid clohydric coù theå bò nhieãm ñoäc. Do taùc duïng kích thích cuïc boä, HCl seõ gaây boûng, söng taáy, tuï maùu, tröôøng hôïp naëng coù theå daãn tôùi hieän töôïng phoåi bò moïng nöôùc. Noàng ñoä chlor trong khoâng khí ñaït 3,5 ppm (10 mg/m3) con ngöôøi coù theå ngöûi thaáy muøi. Laøm vieäc laâu trong moâi tröôøng coù chlor, ñöôøng hoâ haáp vaø maøng maét bò kích thích maïnh, ho nhieàu, nöôùc maét chaûy daøn duïa.

HCl gaây co thaét thanh quaûn, vieâm pheá quaûn kích thích, phuø phoåi * Ñoái vôùi thöïc vaät

Noàng ñoä chlor töø 0,3 ñeán 3,2 mg/m3 coù theå nguy hieåm ñoái vôùi caây coái. Khí chlor vaø HCl laøm cho caây coái chaäm phaùt trieån, gaây baïc laù, vôùi noàng ñoä cao thì caây cheát.

Döôùi noàng ñoä gaây cheát HCl coù taùc duïng laøm giaûm ñoä môõ boùng cuûa laù caây, laøm cho caùc teá baøo bieåu bì cuûa laù bò co laïi.

4.5.8. Flor vaø hydro florur (HF)

- Tính chaát: flor (F2) laø chaát khí maøu vaøng, kích thích cöïc maïnh, tæ troïng d = 1,69. Hydro florur (HF) laø chaát khí khoâng maøu. F2 vaø HF ñeàu laø nhöõng chaát hoaït ñoäng cöïc maïnh.

- Nguoàn: hoaït ñoäng cuûa nuùi löûa laø nguoàn töï nhieân sinh ra khí hydro florur (HF) trong khí quyeån. Khí naøy coøn ñöôïc sinh ra töø caùc nhaø maùy luyeän nhoâm, theùp, caùc nhaø maùy hoùa, ñieän, nhaø maùy saûn xuaát phaân super phosphate, caùc loø nung gaïch ngoùi vaø töø quaù trình ñoát than.

- Tích luõy, ñaøo thaûi: sau khi haáp thu, florur nhanh choùng thaûi ra khoûi maùu vaø heä tuaàn hoaøn baèng hai caùch keát hôïp: baøi tieát qua thaän vaø tích luõy vaøo xöông.

- Gaây ñoäc

156

* Ñoái vôùi con ngöôøi vaø ñoäng vaät

Hít thôû moät löôïng nhoû HF, hoïng vaø pheá quaûn bò kích thích, gaây khoù nuoát, ho, töùc ngöïc, ngeït thôû. Khi hít thôû hôi HF coù noàng ñoä treân 1/5000 seõ gaây toån thöông nieâm maïc vaø phoåi. Mieäng vaø muõi bò loeùt gioáng nhö ôû da. Caùc veát loeùt raát ñau, tieán trieån chaäm, keøm theo laø chaûy nöôùc muõi vaø nöôùc boït, ñoâi khi coøn thaáy loeùt ôû giaùc maïc. Thôû hít nhieàu HF gaây khoù thôû döõ doäi, suy tim vaø lieät cô hoâ haáp, tím taùi, coù theå töû vong, neáu khoâng cuõng daãn ñeán tình traïng vieâm pheá quaûn – pheá nang, phuø phoåi, hoaïi thö phoåi. Thöôøng xuyeân tieáp xuùc vôùi florua ôû daïng hôi hay haït trong khoâng khí seõ toån thöông ôû xöông, daây chaèng vaø coøn gaây roái loaïn caáu truùc raêng.

* Ñoái vôùi thöïc vaät Hydro florur daïng hôi ñoát chaùy cuoáng vaø meùp laù. Vôùi noàng ñoä nhoû

noù ñaõ haïn cheá ñoä sinh tröôûng cuûa caây, laøm ruïng laù, ruïng hoa quaû, laøm cho quaû leùp haït, quaû nhoû vaø hay bò nöùt. Ngöôõng phaù hoaïi: 0,2 μg/m3, trong khoaûng taùc duïng 5 tuaàn.

4.5.9. Methane (CH4) − Tính chaát: Methane raát deã baét chaùy. Khi chaùy cho ngoïn löûa

khoâng maøu. Noàng ñoä CH4 trong khoâng khí ñaït töø 5 ñeán 15% theå tích (ñieàu kieän chuaån) seõ noå raát maïnh khi coù tia löûa. Khi chaùy noå taïo ra caùc chaát oâ nhieãm thöù caáp nhö COx, THC, buïi than.

− Nguoàn: Methane laø moät khí coù trong caùc moû. Noù ñöôïc taïo thaønh trong caùc væa than vaø thoaùt ra ngoaøi khi caùc moû naøy ñöôïc khai khoaùng. CH4 cuõng ñöôïc sinh ra töø caùc keânh raïch oâ nhieãm höõu cô cuûa thaønh phoá nhö Toâ Lòch, Nhieâu Loäc, Thò Ngheø, Tham Löông, Ruoät Ngöïa, Taân Hoùa, Loø Goám, Keânh Ñoâi, Keânh Teû hay caùc ruoäng luùa ñaàm laày, caùc hoá chöùa chaát thaûi traïi chaên nuoâi.

– Gaây ñoäc Baûn chaát CH4 laø khoâng coù taùc ñoäng ñoäc hoùa hoïc nhöng coù taùc ñoäng

chính laø gaây ngaït. Khi noàng ñoä metan trong khoâng khí töø 45% trôû leân gaây ngaït thôû do thieáu oxy. Khi hít phaûi khí naøy coù theå gaëp caùc caùc trieäu chöùng nhieãm ñoäc nhö say, co giaät, ngaït, vieâm phoåi, aùp xe phoåi. Khi hít thôû khoâng khí coù chöùa hôïp chaát hydrocarbon ôû noàng ñoä treân 40.000 mg/m3 coù theå bò tai bieán caáp tính vôùi caùc trieäu chöùng nhö töùc ngöïc, choùng maët, roái loaïn giaùc quan, taâm thaàn, nhöùc ñaàu, buoàn noân, noân (say). Khi hít thôû noàng ñoä treân

157

60.000 mg/m3 seõ xuaát hieän caùc côn co giaät, roái loaïn tim vaø hoâ haáp, thaäm chí gaây töû vong.

4.6. KHÍ ÑOÄC DO HOAÏT ÑOÄNG GIAO THOÂNG Khí thaûi cuûa caùc phöông tieän vaän taûi nhö xe maùy, oâ toâ, taøu hoûa, taøu

thuûy, maùy bay laø nguoàn gaây oâ nhieãm lôùn cho moâi tröôøng khoâng khí. Chuùng thaûi ra 2/3 löôïng khí carbon monoxide (CO) vaø 1/2 löôïng khí hydrocarbon, caùc khí oxide nitô (NOx), sunfur dioxide (SO2), buïi chì (Pb).

OÂ toâ, xe maùy thaûi ra nhieàu khí ñoäc haïi vaø laøm tung buïi baån vaøo baàu khoâng khí. Caùc khí naøy chuû yeáu laø: CO chieám 90%, hydrocarbon chieám khoaûng 60%, NOx chieám khoaûng 50% löôïng khí thaûi NOx cuûa thaønh phoá. Ngoaøi ra, coøn coù moät soá khí khaùc nhö: hôi chì, aldehyde, SO2,…

Trung bình moät xe tieâu thuï 1000 lít xaêng thì thaûi ra 291kg CO, 33,2kg hydrocarbon, 11,3kg NOx, 0,9 kg SO2, 0,4 kg aldehyde, 0,3kg chì. Beân caïnh ñoù, phöông tieän giao thoâng duøng nhieân lieäu ñòa khai coøn taïo ra buïi do quaù trình chaùy khoâng hoaøn toaøn cuûa carbon.

Sau ñaây, trình baøy moät soá caùc khí ñoäc do giao thoâng.

(carbon monoxide (CO), SO2, NOx xem phaàn treân)

Buïi chì (Pb) (xem theâm chöông 5)

− Nguoàn: Tetraetyl chì (Pb(C2H5)4) ñöôïc duøng laøm chaát phuï gia ñeå naâng cao chæ soá octan cuûa xaêng, giaûm tieáng oàn ñoäng cô vaø choáng hieän töôïng noå sôùm. Vì vaäy, trong khoùi thaûi coù chöùa nhieàu haït buïi Pb vaø hôïp chaát chì höõu cô.

− Xaâm nhaäp: Chì töø khí thaûi cuûa xe coä xaâm nhaäp vaøo cô theå qua ñöôøng hoâ haáp laø nguoàn gaây ñoäc quan troïng nhaát. Chuùng xaâm nhaäp vaøo ngöôøi vaø ñoäng vaät qua ñöôøng hoâ haáp hay dính baùm da, loâng.

− Tích luõy: Pb trong khí thaûi cuûa caùc phöông tieän giao thoâng ôû daïng phaàn töû lô löûng kích thöôùc nhoû. 30–50% buïi chì hít vaøo bò giöõ laïi trong heä thoáng hoâ haáp. Caùc haït coù kích thöôùc 1–3 μm laéng ñoïng laïi trong phoåi. Caùc haït kích thöôùc lôùn hôn coù theå laéng ñoïng laïi moät soá cô quan khaùc nhau, chuû yeáu laø ôû boä phaän hoâ haáp treân. Trong cô theå Pb phaân boá chuû yeáu ôû ba phaàn: maùu, moâ meàm vaø moâ khoaùng (xöông, raêng).

Pb tích luõy nhieàu trong naõo, gan, thaän. ÔÛ gan, tetraetyl chì coù theå

158

chuyeån thaønh trietyl chì vaø Pb voâ cô. Pb voâ cô naøy ñöôïc giaûi phoùng seõ tích luõy ôû xöông.

− Gaây ñoäc:

* Ñoái vôùi ñoäng vaät

− Pb gaây ñoäc do noù töông taùc vôùi heä enzym. Pb lieân keát vôùi nhoùm SH– cuûa protein hay thay theá caùc ion kim loaïi khaùc trong caáu taïo cuûa moät enzym naøo ñoù. Chì öùc cheá men trong quaù trình sinh toång hôïp heme neân caûn trôû söï toång hôïp hemoglobin.

Chì coù taùc haïi ñeán heä thoáng taïo huyeát (roái loaïn toång hôïp hoàng caàu) gaây ra chöùng thieáu maùu. Vì vaäy, ngöôøi bò nhieãm chì coù da mai maùi, tai taùi ñen ñen khoâng coù maøu hoàng nhö tröôùc ñaây hoï voán coù. Pb taùc haïi ñeán heä thoáng thaàn kinh: ñöa ñeán nhöõng roái loaïn thaàn kinh, laøm giaûm trí nhôù, suy nhöôïc, nhòp tim chaäm, haï huyeát aùp (beänh naõo do chì). Nghieân cöùu gaàn ñaây cho thaáy chì cuõng coù theå laø yeáu toá gaây huyeát aùp cao vaø beänh tim maïch ôû ngöôøi trung nieân da traéng vaø moät soá aûnh höôûng khaùc ñeán noäi tieát…

Ñoái vôùi ngöôøi lôùn, haáp thuï 10 mg Pb kim loaïi moät laàn trong 1 ngaøy, gaây nhieãm ñoäc naëng sau vaøi tuaàn. Neáu haáp thuï 1mg Pb haèng ngaøy, sau nhieàu ngaøy, coù theå gaây nhieãm ñoäc maõn tính; ôû möùc ñoä 1000 mg Pb vaøo cô theå moät laàn seõ gaây töû vong.

Ñoái vôùi ñoäng vaät: noàng ñoä 5 mg/l bò nhieãm ñoäc nghieâm troïng; chuoät nhaét cheát ngay; noàng ñoä 182 mg/m3, thoû cheát sau 18 giôø.

* Ñoái vôùi thöïc vaät

Coù 2 daïng Pb seõ aûnh höôûng ñeán thöïc vaät: 1- buïi chì trong khoâng khí oâ nhieãm seõ baùm vaøo laù caây, caûn trôû quang hôïp cuûa caây; vaø 2- buïi chì laéng tuï xuoáng ñaát. Töø ñaát caây seõ huùt chì vaø haáp thuï noù. Daïng aûnh höôûng naøy cuõng seõ qua reã, tích luõy nhieàu ôû reã, moät soá ít leân thaân, laù vaø quaû haït (xem chöông 2 – phaàn KLN trong buøn coáng raõnh)

4.7. MOÄT SOÁ BEÄNH NGHEÀ NGHIEÄP DO CHAÁT THAÛI COÂNG NGHIEÄP TRONG KHOÂNG KHÍ

Ñoäc chaát ngheà nghieäp: laø nhöõng chaát coù trong moâi tröôøng hoaït ñoäng ngheà nghieäp khi xaâm nhaäp vaøo cô theå gaây neân caùc bieán ñoåi sinh

159

lyù, sinh hoùa, phaù vôõ theá caân baèng sinh hoïc gaây roái loaïi chöùc naêng soáng bình thöôøng daãn ñeán traïng thaùi beänh lyù cuûa cô quan heä thoáng vaø toaøn boä cô theå. Ñoù laø nguyeân nhaân cuûa nhieãm ñoäc caáp tính vaø maõn tính ngheà nghieäp.

Ñoäc chaát coù trong moâi tröôøng xung quanh nôi lao ñoäng vaø lieân quan chaët cheõ vôùi moät ngheà nghieäp naøo ñoù laø ñoäc chaát ngheà nghieäp; beänh do noù gaây ra laø nhieãm ñoäc ngheà nghieäp.

Beänh ngheà nghieäp laø tình traïng beänh lyù phaùt sinh do nhöõng ñieàu kieän lao ñoäng coù taùc haïi ngheà nghieäp gaây neân.

Nguoàn goác gaây nhieãm ñoäc trong saûn xuaát

- Khoâng toân troïng tieâu chuaån, qui taéc veä sinh, an toaøn lao ñoäng (40%)

- Maùy moùc thieát bò laïc haäu, khoâng ñaûm baûo qui trình kín. Söï coá kyõ thuaät (22%)

- Thieáu thieát bò thoâng gioù, huùt hôi ñoäc taïi choã (15%)

- Duïng cuï phoøng hoä caù nhaân (khaåu trang) khoâng ñuû, chaát löôïng khoâng toát (12%)

Ñöôøng xaâm nhaäp cuûa ñoäc chaát vaøo cô theå ngöôøi lao ñoäng nhieàu nhaát laø qua ñöôøng hoâ haáp roài ñeán qua da vaø qua ñöôøøng tieâu hoùa (caû mieäng vaø muõi), moät phaàn coù theå qua maét. 95% tröôøng hôïp nhieãm ñoäc ngheà nghieäp laø do ñoäc chaát xaâm nhaäp qua ñöôøng hoâ haáp. Ñöôøng ñoäc chaát taùc ñoäng vaøo ñoäng vaät thöïc nghieäm theo thöù töï quan troïng laø: tieâu hoùa, hoâ haáp, da, maét.

a/ Caùc hoùa chaát xaâm nhaäp vaøo cô theå vaø gaây ñoäc qua ba giai ñoaïn goàm:

- Giai ñoaïn tieáp xuùc: caùc hoùa chaát vaøo cô theå roài tích luõy laïi hay thaûi ra ngoaøi nguyeân veïn hay ôû daïng ñaõ chuyeån hoùa.

- Giai ñoaïn thaám nhieãm hay toån thöông sinh hoïc: chaát ñoäc sau khi xaâm nhaäp cô theå, gaây roái loaïn chuyeån hoùa, chuû yeáu laø gaây roái loaïn caùc heä thoáng enzym

- Giai ñoaïn coù bieåu hieän laâm saøng: caùc toån thöông sinh hoïc daãn tôùi roái loaïn chöùc naêng vôùi caùc bieåu hieän laâm saøng. Giai ñoaïn coù bieåu hieän laâm saøng laø giai ñoaïn nhieãm ñoäc thöïc söï.

160

b/ Caùc beänh buïi phoåi – Tính chaát: buïi laø nhöõng haït nhoû khích thöôùc töø 1 ñeán vaøi traêm μm

trong khoâng khí xung quanh.

– Nguoàn: nhaø maùy saûn xuaát vaät lieäu xaây döïng, saûn xuaát hoaù chaát, xöôûng cô khí, do giao thoâng …

– Tích luõy: trong phoåi vaø ôû caùc cô quan cuûa ñöôøng hoâ haáp treân. Caùc haït buïi kích thöôùc > 10μm ñöôïc giöõ laïi bôûi caùc loâng ôû khoang muõi, sau ñoù thaûi ra ngoaøi. Khí oâ nhieãm vaø caùc haït buïi nhoû tieáp tuïc ñi vaøo saâu trong caùc cô quan hoâ haáp vaø caùc haït buïi coù kích thöôùc < 10μm coù theå bò giöõ laïi ôû phoåi (caùc haït buïi kích thöôùc < 1μm ñöôïc vaän chuyeån ñi theo khí trong heä thoáng hoâ haáp) hay vaøo maùu gaây nhieãm ñoäc. Lôùp maøng nhaày bò kích thích laøm khoù khaên cho quaù trình hoâ haáp vaø coù theå gaây caùc beänh:

+ Vieâm phoåi: laøm taéc ngheõn caùc pheá quaûn, giaûm khaû naêng phaân phoái khí.

+ Khí thuõng phoåi: phaù hoaïi caùc tuùi phoåi, giaûm khaû naêng trao ñoåi giöõa oxy vaø dioxide carbon.

+ Ung thö phoåi: phaù hoaïi caùc moâ phoåi, laøm taéc ngheõn söï trao ñoåi giöõa maùu vaø teá baøo, aûnh höôûng ñeán khaû naêng tuaàn hoaøn maùu, töø ñoù daãn ñeán caùc vaán ñeà veà tim, maïch.

+ Beänh vieâm muõi dò öùng, hen pheá quaûn. + Beänh buïi phoåi: do buïi vaøo ñoïng laïi ôû phoåi. - Gaây ñoäc

Buïi trong khoâng khí coù taùc haïi chuû yeáu ñeán heä hoâ haáp, roài maét, da..., sau ñoù tuøy theo tính chaát cuûa buïi maø noù coù taùc ñoäng ñeán caùc cô quan khaùc cuûa cô theå. Buïi baùm treân maët da coù theå gaây vieâm da, taáy ñoû, ngöùa, raùt xoùt. Neáu vaøo phoåi, buïi seõ gaây kích thích cô hoïc vaø phaùt sinh phaûn öùng xô hoùa phoåi, gaây ra caùc beänh veà ñöôøng hoâ haáp. Caùc haït buïi coù kích thöôùc trong khoaûng 0,5–5 μm nhaát laø buïi amiaêng, buïi silic cuûa caùc nhaø maùy xi maêng, saûn xuaát taám lôïp, coâng tröôøng ñaù, xaây döïng laø nguy hieåm nhaát. Khi caùc haït buïi naøy vaøo phoåi taïo thaønh nhöõng khoái giaû u, hieän töôïng naøy taïo caùc phaàn xô haït lan truyeàn vaø tieán trieån theo tính chaát gaây caùc beänh buïi phoåi.

Beänh buïi phoåi – silic gaây ra cho coâng nhaân caùc ngaønh khai thaùc moû, cô khí luyeän kim, goám söù, thuûy tinh. Trong buïi phaùt taùn coù chöùa SiO2 töï do, haøm löôïng SiO2 töï do caøng cao nguy cô maéc beänh caøng lôùn. Trong

161

phoåi hình thaønh caùc haït silico troøn, khoái giaû u, khí thuõng ôû ngoaøi rìa hay ñaùy phoåi, caùc haïch roán phoåi bò xô hoùa, maøng phoåi bò dính, vieâm daøy maøng phoåi. Beänh coù theå gaây bieán chöùng chuû yeáu laø: lao phoåi, suy hoâ haáp, nhieãm khuaån pheá quaûn – phoåi caáp tính.

c/ Caùc chaát ñoäc khaùc Goàm coù caùc trieäu chöùng nhieãm CO, H2S, hôïp chaát ña voøng caùc buïi

phoùng xaï (xem theâm ôû caùc chöông tröôùc vaø chöông sau)

4.8. CAÙC BEÄNH DO ÑOÄC CHAÁT TRONG KHOÂNG KHÍ ÑOÁI VÔÙI ÑOÄNG VAÄT VAØ THÖÏC VAÄT 4.8.1. Ñoái vôùi ñoäng vaät Caùc chaát oâ nhieãm trong khoâng khí taùc ñoäng vaøo cô theå ngöôøi vaø

ñoäng vaät tröôùc heát laø qua ñöôøng hoâ haáp, cuõng nhö laø taùc ñoäng tröïc tieáp leân maét vaø leân da cuûa cô theå. Chuùng gaây ra caùc beänh nhö ngaït thôû, vieâm phuø phoåi, moät soá chaát oâ nhieãm gaây kích thích ñoái vôùi caùc beänh ho, hen suyeãn, lao phoåi, ung thö phoåi, gaây cay chaûy nöôùc maét, gaây beänh di öùng, ngöùa treân da, meà ñay… Buïi ñaù vaø buïi amiaêng gaây ra beänh buïi phoåi. Nguy hieåm nhaát laø moät soá chaát gaây beänh ung thö. Taùc ñoäng cuûa caùc chaát oâ nhieãm vaøo ñöôøng hoâ haáp moät phaàn coøn phuï thuoäc vaøo söï hoøa tan cuûa chuùng trong nöôùc. Neáu caùc chaát oâ nhieãm coù tính chaát hoøa tan trong nöôùc thì khi ta hít thôû khoâng khí, chuùng seõ hoøa tan trong phaàn loûng cuûa ñöôøng hoâ haáp treân vaø gaây taùc ñoäng leân cô quan naøy. Tính chaát xaâm nhaäp vaøo phoåi cuûa nhieàu loaïi chaát oâ nhieãm coøn lieân quan ñeán söï coù maët cuûa caùc khí dung trong khoâng khí. Bình thöôøng caùc chaát oâ nhieãm naøy khoâng thaâm nhaäp vaøo saâu trong khí quaûn vaø pheá quaûn, nhöng nhôø caùc khí dung haáp thuï maø coù khaû naêng thaâm nhaäp vaøo saâu hôn trong phoåi vaø cho ñeán taän caùc pheá nang. Theo soá lieäu nghieân cöùu cuûa caùc baùc só vaø kyõ sö thoâng gioù ôû vuøng moû than Quaûng Ninh thì moâi tröôøng khoâng khí ôû ñaây bò oâ nhieãm buïi raát naëng. ÔÛ caùc nhaø maùy saøng, tuyeån than coù noàng ñoä buïi cöïc ñaïi tôùi 80 – 200 mg/m3, trong ñoù löôïng haït buïi coù kích thöôùc döôùi 5 μm (buïi gaây beänh hoâ haáp) chieám 50 ÷ 80%. Haøm löôïng buïi SiO2 (gaây beänh buïi phoåi), chieám tæ leä 16 – 30%. Do ñoù, tæ leä coâng nhaân vuøng moû Quaûng Ninh bò maéc beänh tai muõi hoïng chieám treân 80% trong toång soá ngöôøi ñöôïc khaùm. Soá ngöôøi bò beänh buïi phoåi laø coâng nhaân moû chieám tôùi 85% treân toång soá coâng nhaân bò maéc beänh buïi phoåi trong ngaønh coâng nghieäp toaøn quoác.

162

Moät vaøi chöùng beänh do naám, vi sinh vaät gaây ra cho thuù nuoâi nhö:

− Vi khuaån mycobacterium gaây beänh bovine ôû gia suùc, lôïn.

− Vi khuaån bovis gaây beänh loeùt muõi truyeàn nhieãm ôû ngöïa, löøa. Ñoù laø daïng u böôùu, vieâm loeùt ôû heä thoáng hoâ haáp, caùc cô quan beân trong, treân da, tæ leä töû vong cao.

− Naám aspergillosis fumigatus gaây beänh naám ôû chim boà caâu, gaø vòt.

− Naám cryptococcus neoformans gaây beänh crytococcosi bovine ôû ngöïa, gaây ra caùc noát saàn trong phoåi ngöïa.

− Naám coccidioides immitis gaây beänh coccodiomycoisi, soát röøng, thaáp khôùp ôû gia suùc, ngöïa, choù, loaøi gaëm nhaám.

− Naám histopplasma capsulatum gaây beänh histoplamosis ôû vaät nuoâi trong nhaø.

Moät soá beänh do caùc hoùa chaát trong khoâng khí:

− Nitô dioxide (NO2) gaây beänh vieâm phoåi ôû ñoäng vaät. Ví duï, ôû chuoät tieáp xuùc vôùi noàng ñoä NO2 laø 0,940 mg/m3 trong 4 giôø laøm thay ñoåi hình thaùi caùc teá baøo phoåi.

− Flor vaø florur hydro laøm moøn raêng vaø xöông, gaây chöùng meàm xöông ôû ñoäng vaät, ñoäng vaät bò lieät khoâng ñöùng leân ñöôïc.

− Pb vaøo trong cô theå ñoäng vaät tích tuï ôû trong xöông, thaän, gan, tuî, phoåi. Pb laøm lieät chi ôû gia suùc vaø ngöïa.

4.8.2. Ñoái vôùi thöïc vaät Haàu heát caùc chaát ñoäc oâ nhieãm trong moâi tröôøng khoâng khí ñeàu coù

taùc haïi xaáu ñeán thöïc vaät, gaây aûnh höôûng coù haïi ñoái vôùi ngheà noâng vaø ngheà laøm vöôøn. Bieåu hieän chính cuûa noù laø laøm cho caây chaäm phaùt trieån.

Nhöõng thaønh phaàn oâ nhieãm trong moâi tröôøng khoâng khí nhö: SO2, HF, caùc hôi, buïi töø coâng nghieäp luyeän ñoàng, chì, keõm, nhoâm,… ÔÛ nöôùc ta, ñaëc bieät laø hôi khí boác ra töø caùc loø nung voâi, nung gaïch thuû coâng, ngay caû khi noàng ñoä cuûa chuùng thaáp cuõng laøm chaäm quaù trình sinh tröôûng cuûa thöïc vaät; ôû noàng ñoä cao laøm vaøng laù, laøm hoa quaû bò leùp, bò nöùt, bò thui vaø möùc ñoä cao hôn thì laù caây cuõng nhö hoa quaû ñeàu bò ruïng, cheát hoaïi.

Caùc loaïi buïi ñaát ñaù baùm vaøo laù caây nhieàu cuõng aûnh höôûng ñeán sinh tröôûng cuûa thöïc vaät vì laøm giaûm quaù trình luïc dieäp hoùa quang hôïp ôû caây.

163

Caù bieät cuõng coù chaát oâ nhieãm coù taùc duïng toát ñoái vôùi thöïc vaät, laøm taêng cöôøng sinh tröôûng caây, ñaëc bieät laø ñoái vôùi caùc loaïi taûo nhö laø caùc chaát phoát pho, nitô vaø carbon.

Chaát ñoäc ñöôïc haáp thuï vaøo laù caây qua khí khoång. Caùc loaïi taùc haïi do chaát oâ nhieãm khoâng khí coù theå gaây ra cho thöïc

vaät laø: − Cheát hoaïi: hieän töôïng taát caû caùc moâ phía treân vaø phía döôùi laù

bò cheát. − Toån haïi saéc toá: chöùng laù bò naâu ñen, ñen, ñoû tía hoaëc xuaát hieän

caùc ñoám ñoû. − Taùc ñoäng ñeán söï phaùt trieån: bieåu hieän ôû söï kìm haõm phaùt trieån,

choài non bò kìm haõm, khoâng naûy choài, laøm chuùng bò xoaén laïi, ruïc ruõ hoaëc coøi coïc, laù ruïng, hoa choùng taøn; Ngöôïc laïi, ñoâi luùc chaát ñoäc trong khoâng khí kích thích phaùt trieån, laøm laù phaùt trieån quaù nhanh, phieán laù quaên laïi.

Caùc chaát oâ nhieãm khoâng khí gaây toån haïi ñeán thöïc vaät: − Ngoaøi moät soá chaát ñoäc SO2, H2S, NO2 ñaõ giôùi thieäu ôû phaàn tröôùc,

ôû ñaây xin löu yù theâm caùc chaát sau. − Cl2 trong khí quyeån leân ñeán 0,300 ÷ 4,500 mg/m3 laøm meùp laù bò

quaên, cuoáng laù bò cheát hoaïi, phieán laù bò taåy traéng. Ngöôõng phaù hoaïi: 300μg/m3, trong khoaûng thôøi gian taùc duïng 2 giôø.

− F2: gaây cheát hoaïi, laøm gioøn gaõy gaân laù; gaây thieáu nöôùc, thieáu chaát dinh döôõng.

− Vôùi noàng ñoä O3 = 0,2 ppm thì nhieàu loaïi caây (caø chua, ñaäu,…) bò aûnh höôûng, sinh tröôûng chaäm vaø giaûm naêng suaát. Vôùi noàng ñoä O3 = 15 ÷ 20 ppm, caây bò beänh ñoám laù, maàm bò khoâ heùo. Caâu hoûi

1. OÂ nhieãm khoâng khí laø gì? Hieän traïng oâ nhieãm khoâng khí hieän nay taïi thaønh phoá nhö theá naøo?

2. Baïn haõy neâu moät soá chaát oâ nhieãm khoâng khí chính vaø caùc nguoàn thaûi ra chuùng trong?

3. Caên cöù vaøo kích thöôùc haït, ta coù theå chia caùc haït trong khoâng khí thaønh nhöõng daïng naøo?

4. Caên cöù vaøo taùc ñoäng cuûa chaát ñoäc ta coù theå chia ñoäc chaát trong moâi tröôøng khoâng khí thaønh nhöõng daïng naøo?

164

5. Trình baøy söï xaâm nhaäp cuûa chaát ñoäc trong khoâng khí vaøo cô theå vaø söï ñaøo thaûi cuûa chaát ñoäc ôû cô theå con ngöôøi.

6. Baïn haõy neâu moät soá khí ñoäc phaùt sinh trong hoaït ñoäng giao thoâng vaø aûnh höôûng cuûa chuùng ñoái vôùi caùc loaøi ñoäng thöïc vaät vaø con ngöôøi?

7. Baïn haõy neâu nhöõng nguoàn goác gaây nhieãm ñoäc trong saûn xuaát, con ñöôøng vaø caùc giai ñoaïn xaâm nhaäp cuûa chuùng vaøo cô theå?

8. AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong khoâng khí ñoái vôùi caùc loaøi thöïc vaät? 9. AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong khoâng khí ñoái vôùi caùc loaøi ñoäng vaät

vaät? 10. AÛnh höôûng cuûa ñoäc chaát trong khoâng khí ñoái vôùi con ngöôøi?

Taøi lieäu tham khaûo

1. LEÂ HUY BAÙ, Moâi tröôøng (taäp 1), Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø kyõ thuaät, Haø Noäi, 1997

2. LEÂ HUY BAÙ, Quaûn trò moâi tröôøng, NXB Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 1997.

164

CHÖÔNG 5

ÑOÄC CHAÁT KIM LOAÏI NAËNG (HEAVY METAL TOXICOLOGY)

5.1. TOÅNG QUAN

5.1.1. Giôùi thieäu

OÂ nhieãm KLN chuû yeáu gaây ra bôûi caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi, caùc aûnh höôûng cuûa taäp quaùn noâng nghieäp hoaëc töø khai thaùc moû vaø töø saûn xuaát coâng nghieäp, söû duïng ñaïn chì cuûa thôï saên vaø söï phoùng thích chì töø caùc xe oâ toâ ngaøy caøng traàm troïng.

Söï oâ nhieãm ñaát canh taùc bôûi caùc KLN do söï söû duïng trong moät thôøi gian daøi caùc chaát tröø saâu voâ cô, buøn coáng raõnh oâ nhieãm laøm chaát caûi taïo ñaát vaø do caùc heä thoáng töôùi tieâu bò tích tuï caùc nguyeân toá ñoäc vôùi haøm löôïng lôùn ôû caùc vuøng ñaát aåm öôùt.

5.1.2. Nguoàn goác vaø aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát KLN

5.1.2.1. Töø caùc chaát tröø saâu voâ cô

Thuoác tröø saâu voâ cô laø raát caàn thieát cho caây troàng. Caùc hoùa chaát nhö arsenate, calci arsenate vaø ñoàng sulfate ñöôïc söû duïng ñeå tröø caùc naám gaây beänh vaø caùc loaøi ñoäng vaät chaân ñoát hôn moät theá kyû nay (ngaøy nay chuùng ñaõ ñöôïc thay theá bôûi caùc thuoác tröø saâu höõu cô toång hôïp). Löôïng thuoác phun thoâng thöôøng lôùn, ñeán 8,7 kg/ ha/ naêm; 2,7 vôùi arsenic; 7,5 vôùi keõm vaø 3,5 vôùi ñoàng; tuøy vaøo loaïi haït gioáng, vaøo beänh gaây haïi vaø vaøo coâng thöùc thuoác. Tuøy thuoäc vaøo chaát neàn cuûa thuoác tröø saâu söû duïng maø taát caû caùc nguyeân toá naøy coù theå ñoïng laïi treân ruoäng ñoàng, trong caây vaø trong heä sinh thaùi.

Do caùc nguyeân toá naøy bò lieân keát taïo phöùc bôûi caùc chaát höõu cô trong ñaát vaø bôûi caùc beà maët trao ñoåi ion khaùc vôùi haït keo ñaát, chuùng raát hieám khi hoøa tan vaø coù xu höôùng tích tuï laïi trong nöôùc. Chaúng haïn, noàng ñoä chì lôùn ñeán 890 ppm, vaø 126 ppm arsenic ñöôïc tìm thaáy trong ñaát beà maët cuûa vöôøn taùo (Malus pumila) ôû Ontario, so vôùi möùc neàn cuûa nguyeân toá naøy töông öùng laø < 25 vaø < 10 ppm (Frant et al, 1976). Söï tích tuï naøy do hôn 70 naêm söû duïng chì, arsenate laøm thuoác tröø saâu, ñaëc bieät laø choáng laïi

165

böôùm tuyeát (laspreyresia pomonella) gaây neân beänh taùo saâu. Söï tích tuï taêng daàn cuûa caùc caën chì vaø arsenic trong ñaát ñaõ ñöôïc keát luaän chaéc chaén. Trong caùc nghieân cöùu töông töï, ôû moät vöôøn taùo gaàn Amhetst, Massachusetts, coù söï oâ nhieãm ñaát beà maët lôùn hôn 1400 ppm chì vaø 330 ppm arsenic vaø moät söï töông quan chaët cheõ giöõa caùc noàng ñoä cuûa nhöõng nguyeân toá naøy (Veneman et al. 1983).

Ñaát canh taùc cuõng coù theå bò oâ nhieãm thuûy ngaân. Caùc nguoàn quan troïng nhaát laø söû duïng caùc hôïp chaát höõu cô thuûy ngaân ñeå xöû lyù haït gioáng, nhö nhuùng haït caùc caây thuoäc hoï hoa thaäp töï vaøo sulfate thuûy ngaân vaø xöû lyù beänh caây baèng phenyl thuûy ngaân acetate. Caùc hôïp chaát thuûy ngaân cuõng ñöôïc duøng ñeå kieåm soaùt caùc beänh do naám ôû lôùp coû hay söï phaù hoaïi cuûa coû daïi digitaria spp. Haøm löôïng thuûy ngaân töø 24 ñeán 120 ppm ñöôïc tìm thaáy trong ñaát beà maët ôû caùc baõi coû saân golf, nhöõng nôi coá gaéng taïo caùc baõi coû thuaàn nhaát vaø loaïi tröø caùc loaïi coû daïi khaùc (A.J.MacLean et al. 1973). Caùc hôïp chaát thuûy ngaân cuõng ñöôïc söû duïng roäng raõi ñeå xöû lyù haït gioáng. Muïc ñích cuûa vieäc laøm naøy laø baûo veä caùc haït môùi naûy maàm khoûi caùc naám beänh, ñaëc bieät laø trong giai ñoaïn “laøm aåm”, söï nhieãm naám beänh naøy baét nguoàn töø beà maët phaân caùch giöõa ñaát vaø khoâng khí laøm cho caây con yeáu ñi, luïi taøn vaø cheát. Coù nhöõng khaûo saùt veà söï tích tuï thuûy ngaân vaø chaát ñoäc trong cô theå caùc chim hoang daïi vaø ñoäng vaät coù vuù cuõng nhö caùc thuù aên thòt, sau khi chuùng aên nhöõng haït gioáng ñaõ xöû lyù hoùa chaát (Fimreite, 1970…). Söû duïng caùc hôïp chaát alkyl thuûy ngaân nhö methyl thuûy ngaân laø moät moái nguy haïi ñieån hình, do thuûy ngaân ôû daïng naøy raát ñoäc vaø deã bò ñoàng hoùa bôûi caùc con thuù töø thöùc aên cuûa chuùng. Fimreite vaø caùc ñoàng söï (1970) ñaõ khaûo saùt haøm löôïng thuûy ngaân trong moâ cuûa caùc loaøi gaëm nhaám vaø chim, tìm ñöôïc khaùc bieät lôùn giöõa caùc vuøng ñöôïc phun vaø khoâng phun alkyl thuûy ngaân ôû mieàn ñoâng Canada. Vieäc söû duïng caùc hôïp chaát ankyl thuûy ngaân ñeå ngaâm haït gioáng ñaõ bò caám ôû caùc nöôùc coâng nghieäp töø sau nhöõng naêm 60, sau khi haäu quaû sinh thaùi cuûa nhöõng hoùa chaát naøy ñöôïc coâng nhaän, ñaëc bieät laø gaây ñoäc cho thuù hoang. ÔÛ Thuïy Ñieån, caùc hôïp chaát alkyl thuûy ngaân bò caám töø naêm 1966 vaø caùc hôïp chaát alkoxyl alkyl thuûy ngaân keùm ñoäc hôn ñöôïc chaáp thuaän ñeå thay theá. Vieäc naøy haàu nhö laøm giaûm töùc thôøi söï nhieãm ñoäc ñoái vôùi thuù hoang, caùc loaøi chim aên thòt vaø laøm taêng soá löôïng ôû moät soá loaøi (Wallin, 1984).

Con ngöôøi cuõng bò nhieãm ñoäc do aên phaûi caùc haït thoùc ñaõ xöû lyù duøng cho vieäc gieo troàng. Moät trong nhöõng tröôøng hôïp toài teä nhaát cho con

166

ngöôøi xaûy ra vaøo naêm 1960 ôû Irac. Khi ñoù, khoaûng 6500 ngöôøi bò ngoä ñoäc (khoaûng 5000 ngöôøi bò cheát) do aên phaûi caùc haït gioáng ñöôïc xöû lyù baèng thuûy ngaân. Trong vaøi tröôøng hôïp, ngöôøi daân ñoïc ñöôïc lôøi caûnh baùo in saün ôû bao bì nhöng noù cuõng bò boû qua do hoï khoâng nhaän thöùc ñöôïc raèng caùc haït gioáng ñöôïc xöû lyù baèng thuoác tröø saâu coù theå ñoäc vôùi con ngöôøi. Nhöõng vuï ngoä ñoäc töông töï do aên phaûi haït gioáng ñaõ xöû lyù baèng thuûy ngaân ñaõ xaûy ra ôû Iran, Pakistan, Guatemala vaø caùc nôi khaùc (Goldwater vaø Ckarkson, 1977).

5.1.2.2. Töø buøn coáng raõnh Vieäc söû duïng buøn coáng coù chöùa kim loaïi coù theå gaây ra söï oâ nhieãm ñaát

noâng nghieäp vaø haït gioáng. Buøn coáng raõnh laø moät saûn phaåm phuï cuûa quaù trình xöû lyù nöôùc thaûi ñoâ thò. Buøn coáng raõnh ñöôïc öa chuoäng do nhieàu chaát höõu cô vaø chöùa haøm löôïng ñaùng keå döôõng chaát ña löôïng nhö nitô vaø phoát pho. Chaúng haïn, 5,6 x 106 taán/naêm saûn phaåm buøn coáng ôû Myõ, khoaûng 42% ñöôïc duøng boùn cho ñaát noâng traïi; 5,9 x 106 taán/naêm saûn phaåm buøn coáng ôû Taây AÂu (Brown vaø Jacobson, 1970). Buøn coáng ñöôïc duøng ôû haàu heát caùc nöôùc coâng nghieäp, nôi vieäc xöû lyù chaát thaûi laø thöôøng xuyeân.

Khoâng may laø buøn thaûi ra töø coâng nghieäp coù chöùa löôïng lôùn caùc chaát ñoäc. Noàng ñoä cuûa caùc nguyeân toá kim loaïi naëng ñoäc haïi trong nöôùc coáng ôû nhieàu nöôùc coâng nghieäp thay ñoåi khuûng khieáp. Söï thay ñoåi to lôùn naøy phaûn aùnh söï khaùc bieät veà baûn chaát cuûa caùc nguoàn thaûi coâng nghieäp vôùi caùc heä thoáng nöôùc thaûi rieâng bieät. Söï ña daïng cuûa caùc nguyeân toá cadmi, ñoàng, nickel vaø keõm laø nguyeân nhaân chaéc chaén gaây neân ñoäc tính vaät lyù khi buøn coáng ñöôïc duøng cho ñaát canh taùc.

Chæ moät phaàn raát nhoû goïi laø “dinh döôõng vi löôïng” trong toång löôïng nguyeân toá ñoäc trong buøn coáng coù lôïi cho caây. Söï phaùt trieån caây phuï thuoäc vaøo khaû naêng trao ñoåi cation vaø pH cuûa ñaát, soá löôïng buøn söû duïng, thaønh phaàn nguyeân toá cuûa noù vaø loaøi hoaëc gioáng caây. Nhöõng caây troàng treân ñaát buøn coáng coù theå taêng haøm löôïng vaø ñoäc tính kim loaïi trong moâ cuûa chuùng (Cunningharm et al, 1975). Caùc kim loaïi ñöôïc ñoàng hoùa coù theå vaøo thöùc aên cuûa ngöôøi vaø ñöôïc aên vaøo tröïc tieáp hay giaùn tieáp khi aên thòt gia suùc ñöôïc nuoâi töø caùc loaïi caây troàng treân.

Roõ raøng laø nghieân cöùu KLN trong buøn coáng raõnh ñeå phuïc vuï cho vieäc söû duïng buøn coáng ñoù laøm phaân boùn thì ñieàu tröôùc tieân laø phaûi nghieân cöùu khaû naêng gaây oâ nhieãm cuûa KLN leân ñaát canh taùc, leân caây troàng. Trong ñieàu kieän ôû nöôùc ta, nhöõng nghieân cöùu loaïi naøy chöa nhieàu, thì

167

vieäc nghieân cöùu kyõ hôn, toaøn dieän hôn veà ñoäc chaát KLN trong buøn coáng raõnh laø vieäc laøm caàn thieát vaø caáp baùch.

5.1.2.3. Töø quaù trình khai thaùc vaø saûn xuaát kim loaïi

* Chu trình kim loaïi coâng nghieäp

OÂ nhieãm KLN cuõng coù nguoàn goác töø saûn xuaát coâng nghieäp vaø khai thaùc moû. Quaëng ñöôïc ñöa ñeán moät saøng, ñöôïc nghieàn vaø taùch thaønh caùc phaàn nhoû, taïo thaønh moät saûn phaåm giaøu KLN (quaù trình laøm giaøu), coäng vôùi moät soá löôïng lôùn trong chaát thaûi. Caùc chaát thaûi thöôøng ñöôïc thaûi ra döôùi daïng buøn than xuoáng moät ñaàm, thöôøng laø caùc loøng chaûo töï nhieân hoaëc moät hoà. Quaëng sau khi saøng ñöôïc ñöa ñeán moät loø naáu chính. Chaát thaûi loø bao goàm chaát thaûi noùng chaûy goïi laø xæ, ñöôïc phaân taùn trong ñaát, keøm theo söï phoùng thích SO2, caùc khí khaùc vaø caùc kim loaïi öùng vôùi quaëng ñoù. Thaønh phaåm töø caùc loø luyeän chaûy ñöôïc ñöa ñeán caùc loø luyeän tinh ñeå saûn xuaát caùc kim loaïi tinh khieát keøm theo söï phoùng thích moät laàn nöõa cuûa khí vaø kim loaïi töông öùng ra khí quyeån. Kim loaïi tinh ñaõ ñöôïc luyeän tinh ñöôïc duøng trong nhieàu ngaønh coâng nghieäp khaùc nhau. Töø ñaây, noù coù theå taïo ra söï oâ nhieãm moät laàn nöõa vaøo ñaát, nöôùc vaøø khoâng khí. Sau moät thôøi gian höõu duïng, caùc saûn phaåm coâng nghieäp coù theå ñöôïc taùi sinh baèng caùch aáy vaø luyeän tinh laïi laàn 2, chuùng coù theå bò thaûi hoài thaønh raùc thaûi hay, ñaùng tieác hôn, noù coù theå taäp trung vaøo caùc ñoáng raùc ôû caùc vuøng ñaát toát. Taát caû caùc quaù trình treân ñeàu gaây oâ nhieãm moâi tröôøng.

* OÂ nhieãm KLN töø chaát thaûi khai thaùc moû

Söï oâ nhieãm quanh caùc khu vöïc moû laø do caùc ñoáng chaát thaûi trong quaù trình khai moû, caùc baõi raùc naøy taäp trung thaønh nhöõng ñoáng cöïc lôùn. Do haøm löôïng ñoäc chaát KLN lôùn, söï phaùt trieån cuûa thöïc vaät treân caùc baõi raùc thaûi coù theå bò haïn cheá vaø chuyeån thaønh moät lôùp coû chuyeån tieáp, roài sau ñoù thaønh moät quaàn theå caây thaân thaûo.

5.1.2.4. Caùc loø naáu kim loaïi

Moät soá nghieân cöùu chi tieát cho thaáy moâi tröôøng xung quanh loø naáu kim loaïi thöôøng bò oâ nhieãm. Moät soá tröôøng hôïp ñöôïc bieát roõ laø caùc loø naáu nickel - ñoàng ôû Sudbury (Whitby vaø Hutchinson, 1974…), xöôûng ñuùc ñoàng ôû Gusum, Thuïy Ñieån (Tyler, 1984) vaø loø naáu chì – keõm ôû Avenmouth, Anh (Hutton, 1984) cuõng nhö ôû Vieät Nam, caùc laøng ngheà

168

ñuùc ñoàng ôû Hueá hay Baéc Ninh, caùc xöôûng naáu theùp ôû Thaùi Nguyeân… ñaõ laø nguoàn gaây ñoäc KLN.

Caùc neùt chính cuûa nhöõng nghieân cöùu naøy laø:

(1) Söï xuaát hieän nhieàu hieän töôïng oâ nhieãm moâi tröôøng bôûi kim loaïi ôû gaàn nguoàn gaây oâ nhieãm, ñaëc bieät laø treân beà maët ñaát

(2) Khoaûng caùch caøng gaàn loø naáu hay ñuùc ñoàng bao nhieâu thì cöôøng ñoä oâ nhieãm caøng taêng baáy nhieâu vaø taêng theo caáp soá nhaân.

(3) Coù söï hieän dieän caùc nhoùm chaát gaây oâ nhieãm cho caây. ÔÛû nhöõng vuøng oâ nhieãm, sinh khoái, nhöõng ñaëc tính toát cuûa caây, soá löôïng caây con, thaønh phaàn loaøi bò aûnh höôûng, phaåm chaát vaø hình daùng bò xaáu ñi, söùc soáng bò suy yeáu.

(4) Söï phaù vôõ chu trình dinh döôõng bôûi caùc kim loaïi ñoäc, bao goàm caùc chaát laøm suy kieät ñaát ñai, giaûm daàn khaû naêng phaân huûy cuûa ñaát, laøm chaäm quaù trình taïo khoaùng vaø caùc quaù trình khaùc bieán ñoåi nitô vaø phoát pho trong ñaát röøng.

Caùc baùo caùo naøy cuõng keát luaän raèng, toång löôïng buïi chöùa kim loaïi thaûi ra ngoaøi khí quyeån töø nhöõng loø naáu kim loaïi gaàn Sudbury trung bình laø 1,89 × 104 taán/ naêm vaøo giöõa nhöõng naêm 1973 vaø 1981, bao goàm 4,2 × 103 taán/ naêm buïi saét, 6,7×102 taán/ naêm buïi ñoàng; 5,0x102 taán/ naêm buïi nickel; 2,0 × 102 taán/ naêm buïi chì vaø 1,2x10 taán/ naêm buïi arsenic (Chan vaø Lusis, 1985). Nhìn chung, coù khoaûng 50% löôïng buïi phaùt taùn töø caùc loø naáu kim loaïi khoâng ñi xa ñöôïc (Chan vaø Lusis, 1985). Tæ leä laéng ñoïng ñaëc bieät lôùn ôû nhöõng nôi gaàn nguoàn chính vaø chuùng cuõng giaûm theo caáp soá muõ, khi khoaûng caùch taêng.

Möùc ñoä laéng ñoïng trong khí quyeån song song vôùi möùc ñoä oâ nhieãm moâi tröôøng ñaát. Ñieàu naøy ñöôïc minh chöùng baèng haøm löôïng nikel vaø ñoàng ôû nhöõng vuøng ñaát röøng caét ngang loø naáu Cu ôû Cliff. Haøm löôïng nikel vaø ñoàng lôùn ñeán 4900 ppm moãi chaát, hieän dieän ôû ñaát röøng ngay saùt loø naáu, cuøng vôùi nhieàu hôn 370 ppm Ni vaø 260 ppm Cu coù trong taùn laù caây (Freedman vaø Hutchinson, 1980). Khaû naêng lieân keát kim loaïi lôùn cuûa lôùp ñaát höõu cô röøng laøm caùc kim loaïi laéng saâu xuoáng ñaát. Noàng ñoä kim loaïi trong ñaát khoâng bò oâ nhieãm nhoû hôn nhieàu, bôûi vì khaû naêng chöùa cation trao ñoåi cuûa ñaát bò giôùi haïn.

169

Taàm quan troïng cuûa nhöõng KLN ñöôïc chöùng minh qua caùc thí nghieäm. Trong moät thí nghieäm ôû nhaø kính, Whitby vaø Hutchinson (1974) troàng nhieàu loaïi caây khaùc nhau treân nhöõng ñaát bò oâ nhieãm kim loaïi ñöôïc thu thaäp ôû caùc vuøng laân caän loø naáu kim loaïi ôû Sudbury. Quan saùt thaáy raèng, söï sinh saûn vaø taêng tröôûng thaân cuûa taác caû caùc loaøi thöû nghieäm sinh hoïc ñeàu bò giaûm ñaùng keå. Moät haøm löôïng lôùn caùc KLN ñöôïc phaùt hieän trong ñaát caïnh nôi coù loø naáu. Trong ñoù, keõm laø nhieàu nhaát, tôùi 16000 - 20000 (1,6 – 2,0%) trong ñaát höõu cô beà maët ôû nhöõng nôi trong khoaûng 0,3 km quanh nguoàn oâ nhieãm, so vôùi < 200 ppm taïi nhöõng vuøng ñoái chöùng ôû beân ngoaøi töø 7 - 9km. Söï oâ nhieãm ñoàng cuõng töông töï nhö vôùi keõm (vôùi ñoàng coù 11000 - 17000 ppm taïi < 0,3km, so vôùi < 20 ppm taïi 7 - 9 km). pH ñaát taïi nhöõng nôi saùt nguoàn oâ nhieãm taêng cao do söï baõo hoøa khaû naêng haáp phuï cation cuûa keo ñaát.

Söï oâ nhieãm KLN gaây neân hieåm hoïa sinh thaùi cuïc boä. Nhöõng aûnh höôûng treân rau coû, cuøng vôùi caùi cheát hay suy thoaùi cuûa haàu heát caùc caây thoâng (pinus sylvestris) vaø buloâ (betula spp.) moïc ôû saùt nguoàn oâ nhieãm, ñoàng thôøi laøm giaûm caùc lôùp voû ñòa y vaø caùc loaøi reâu hylocomium splendens, pleurozium schreberi vaø dicranum spp. (< 1,0% xung quanh, so vôùi 25 - 90% ôû vuøng ñoái chöùng). Söï giaûm cuûa nhöõng loaøi sinh vaät roõ raøng coù lieân quan vôùi haøm löôïng KLN ôû caùc lôùp ñaát maët.

Khoâng theå nghi ngôø raèng, coù söï khaùc bieät trong caùc loaøi caây chòu ñöôïc oâ nhieãm kim loaïi. Ví duï, hylocomium splendens laø loaøi reâu phong phuù thoâng thöôøng treân ñaát röøng, nhöng noù ñaõ bò loaïi tröø töø nhöõng nôi caùch loø ñoàng 1,5 km. Ngöôïc laïi, pohlia nutans laø loaøi phong phuù nhaát ôû nhöõng nôi oâ nhieãm Cu (P.nutans cuõng laø loaøi coù nhieàu ôû caùc nôi oâ nhieãm Ni vaø Cu ôû Sudbury). Loaøi coû deschampsia flexuosa cuõng moïc nhieàu hôn ôû saùt gaàn xöôûng ñuùc ñoàng hôn nhöõng nôi khaùc. Nhöõng loaøi naøy coù khaû naêng laøm thöïc vaät chæ thò cho oâ nhieãm KLN. Moät soá naám moïc raát nhieàu ngay caïnh nguoàn oâ nhieãm nhö laccaria laccata vaø paecilomyces farinosus. Tuy nhieân, coù khoaûng 25 loaøi vi naám bò haïn cheá, thì 11 loaøi khaùc khoâng bò aûnh höôûng (Ruhling et al, 1984). Nhöõng loaøi khoâng xöông soáng ôû trong hang cuõng bò aûnh höôûng. Caùc saâu oligochaete khoâng thaáy coù ôû 175m caùch caùc loø ñuùc ñoàng, so vôùi maät ñoä khoaûng 25 con/m2 ôû 8km vaø 50 con/m2 ôû 20 km caùch loø (Bengston et al, 1983).

170

Caùc nghieân cöùu cuõng cho thaáy aûnh höôûng cuûa KLN treân söï phaân huûy raùc vaø chu trình dinh döôõng cuûa caùc nôi ñaát röøng gaàn Guum (Anh). Tyû leä phaân huûy, hoaït ñoäng cuûa caùc phosphatase enzym vaø khoaùng hoùa nitrogen (do söï amoni hoùa) ñaëc bieät giaûm bôûi caùc kim loaïi ñoäc.

5.1.2.5. Caùc loaøi chim vaø ñaïn chì Moät nguoàn quan troïng cuûa ñoäc chì laø caùc ñaïn baén chim, chuùng aên

phaûi nhöõng vieân vaø maûnh ñaïn neân bò keït laïi trong meà. ÔÛ ñoù, maûnh ñaïn laøm traày xöôùc meà vaø bò hoøa tan do dòch vò coù tính acid vaø sau ñoù haáp thu vaøo maùu. Caùc chim nöôùc ñaëc bieät bò aûnh höôûng maïnh bôûi ñaïn chì, vôùi khoaûng 2 - 3% ôû Baéc Myõ vaøo muøa thu vaø muøa ñoâng hay khoaûng 2 - 3 trieäu con cheát haøng naêm do ñoäc chì (Bellrose, 1959, 1976).

Chæ caàn 1 hoaëc 2 vieân ñaïn keït trong meà laø coù theå gieát moät con vòt vôùi caùc daáu hieäu ñaëc tröng coù theå xaûy ra nhö giaûm 30 - 50% theå troïng, bò nhieãm ñoäc thaàn kinh vaø cuoái cuøng laø cheát (Sanderson vaø Bellrose, 1986). Moät döõ lieäu thu thaäp ôû Myõ trong caùc naêm 1973-1984 cho thaáy 8,9% cuûa khoaûng 172 ngaøn con vòt haøng naêm bò keït ít nhaát moät vieân ñaïn chì trong meà (Sanderson vaø Bellrose, 1986). Tuy nhieân, caàn phaûi chuù yù raèng, cuoäc khaûo saùt haøng naêm vôùi meà vòt ñaõ ñaùnh giaù söï hieän dieän cuûa ñaïn chì thaáp hôn khoaûng 20 - 25% so vôùi cuoäc khaûo saùt ñaùng tin caäy hôn baèng X-quang (Sanderson vaø Bellrose, 1986). Gioáng nhö chim nöôùc, caùc loaøi chim laøm toå treân caây nhö boà caâu mourninf (zenaida macroura) cuõng bò ngoä ñoäc do aên phaûi ñaïn chì (Kendall,1982). Vôùi hoäi chöùng töông töï, caùc con chim aên xaùc cheát cuõng bò ngoä ñoäc do caùc vieân ñaïn chì bò keït laïi. Chaúng haïn, cöù 3 trong 5 caùi cheát ñöôïc bieát trong töï nhieân cuûa loaøi keàn keàn California (gymnogyps californianus), khoaûng giöõa 1980 vaø 1986, laø do nhieãm ñoäc chì töø caùc maûnh ñaïn (Wiemeyer et al, 1988).

Caùc vieân chì trong daây caâu cuõng coù theå bò keït laïi trong meà caùc loaøi chim lôùn hôn nhö thieân nga. Caùc cuïc chì daây caâu hay ñaïn chì laø nguyeân nhaân gaây neân 20% soá löôïng cheát ñöôïc bieát cuûa thieân nga trumpeter (cygnus bucinator) ôû Indiana, Montana vaø Eyoming vaø chieám 50% löôïng chim naøy cheát ôû mieàn Ñoâng bang Washington (Birkhead, 1982) vaø caùc con thieân nga tundra truù ñoâng (C. Columbianus) ôû mieàn Ñoâng nöôùc Myõ (Bellrose, 1959).

Ñeå giaûm bôùt moái nguy veà tính ñoäc cho chim nöôùc vaø caùc chim khaùc, ñaïn theùp ñöôïc ñeà nghò thay theá ñaïn chì. Ñaõ coù cuoäc tranh luaän veà khaû

171

naêng ñaïn theùp coù theå gaây neân nhieàu caùi cheát queø quaët cho chim hôn ñaïn chì, nhöng caùc thí nghieäm ngoaøi trôøi cho thaáy caùc aûnh höôûng naøy laø khoâng ñaùng keå vaø ñöôøng bay keùm cuûa ñaïn theùp coù theå ñöôïc khaéc phuïc baèng caùch baén ôû cöï li gaàn vaø duøng vieân ñaïn coù kích thöôùc lôùn hôn (Sanderson vaø Bellrose, 1986).

5.1.2.6. Chì vaø caùc KLN khaùc töø khoùi thaûi giao thoâng

Nhieàu nghieân cöùu cho thaáy, coù söï oâ nhieãm caùc KLN trong ñaát, thöïc vaät vaø khí quyeån taïi caùc giao loä ñöôøng cao toác ñoâng ñuùc. Taát caû ñeàu phaùt hieän thaáy moät löôïng chì ñaùng keå vôùi cöôøng ñoä tyû leä vôùi maät ñoä giao thoâng. Moät vaøi nghieân cöùu cuõng xaùc nhaän coù söï oâ nhieãm keùm roõ hôn caùc kim loaïi khaùc bao goàm cadmi, croâm, ñoàng, nickel, vanadi (Dale vaø Frecdman, 1982). Söï oâ nhieãm thöù caáp xuaát hieän ôû caùc sinh vaät khaùc soáng gaàn ñöôøng nhö caùc loaøi ñoäng vaät coù vuù nhoû (Clack, 1979).

Chì ñöôïc phoùng thích töø caùc xe oâ toâ goùp phaàn chuû yeáu vaøo oâ nhieãm chì chung xuaát hieän ôû caùc thaønh phoá. Sau ñoù laø haøm löôïng cuûa nickel, ñoàng, cobalt vaø nhoâm tan. Noù vaãn toàn taïi dai daúng vôùi moät möùc ñoä khi ñaát coù tính acid ñöôïc trung hoøa baèng voâi. Nhöõng hoäi chöùng ngoä ñoäc töông töï cuõng ñöôïc nhaän thaáy khi caùc caây thí nghieäm ñöôïc troàng trong nhöõng dung dòch dinh döôõng coù chöùa muoái thuaàn cuûa nhöõng kim loaïi ñoù. (Leâ Huy Baù vaø coäng söï 2003).

Caùc gioáng chòu ñöôïc nickel vaø ñoàng laø caùc coû deschampsia caespitosa vaø agostis gigantea. Söï hieän dieän cuûa caùc kieåu sinh thaùi chæ ra raèng, maät ñoä kim loaïi ñoùng vai troø quan troïng ôû nhöõng nôi saùt loø naáu kim loaïi.

Gusum ôû Thuïy Ñieån laø moät tröôøng hôïp khaùc maø kim loaïi ñöôïc phoùng thích töø caùc nguoàn gaây oâ nhieãm cho caùc loaïi rau cuû treân maët ñaát. Trong tröôøng hôïp naøy, söï phoùng thích SO2 khoâng quan troïng, vì theá taát caû caùc hieåm hoïa sinh thaùi coù theå ñöôïc gaùn cho caùc kim loaïi ñoäc, chuû yeáu laø keõm vaø ñoàng. Caùc loø ñuùc ñoàng ôû Gusum hoaït ñoäng lieân tuïc töø naêm 1961 vaø baây giôø gaây neân söï oâ nhieãm chì ôû thuù hoang soáng trong thaønh thò. Chaúng haïn, chì ñöôïc chöùng minh laø coù tích luõy trong loaøi boà caâu (columba livia) soáng ôû London, Anh vaø taát caû caùc con chim naøy ñeàu coù trieäu chöùng nhieãm ñoäc caáp chì (Hutton, 1980; Huttin vaø Goodman, 1980).

Nguyeân nhaân phoùng thích chì töø xe oâ toâ laø do duøng nhieân lieäu coù chì. Töø naêm 1923 vaø ñaëc bieät vaøo naêm 1946, tetraethyl chì [Pb

172

(CH2CH3)4 ] ñöôïc theâm vaøo xaêng nhö moät hôïp chaát phuï gia boâi trôn vôùi tæ leä khoaûng 0,8g chì/lít. Ñieàu naøy laøm taêng hieäu quaû maùy moùc vaø khaû naêng kinh teá cuûa xaêng, baèng caùch giaûm ñoä moøn cuûa maùy do bò “goõ”. Haàu heát chì trong xaêng thaûi ra ôû oáng poâ oâ toâ xe maùy vôùi tyû leä 0,07g/km vaø chieám hôn 40% söï phoùng thích ra khoûi oâ toâ (Cantwell et al, 1972). Trong naêm 1975, khoaûng 95% xaêng chöùa haøm löôïng toái ña khoaûng 770mg/l, so vôùi 35% coù haøm löôïng toái ña 290mg/l naêm1987 vaø haàu nhö sau nhöõng naêm 1990, caám söû duïng xaêng pha chì (chaáp nhaän söû duïng caùc nhieân lieäu ít chì chöùa hôn 26mgPb/l cho caùc xe noâng nghieäp, maùy taøu vaø caùc xe taûi lôùn).

Coù khoaûng 98% treân toång soá 1970 tröôøng hôïp thaûi khoùi chì öùng vôùi 1,6x105 taán /naêm laø do khoùi xe (NAS, 1972). Khoaûng 61% ñoù buïi chì phaùt ra coù ñöôøng kính > 3μm vaø haàu heát söï phaùt xaï naøy quyeát ñònh söï phaân taùn trong khoaûng 50m veà hai phía cuûa ñöôøng. Phaàn coøn laïi phaân taùn roäng ra vaø taïo thaønh moät vuøng oâ nhieãm chì.

ÔÛ Vieät Nam, xaêng pha chì ñaõ bò caám nhieàu naêm nay, nhöng oaùi oaêm thay löôïng buïi chì trong khoâng khí ôû caùc ngaõ tö Ñinh Tieân Hoaøng, Ñieän Bieân Phuû vaãn giaûm khoâng ñaùng keå.

Nhöõng kieåu oâ nhieãm kim loaïi khaùc ôû caïnh ñöôøng khoâng roõ reät nhö chì. Vaøi kim loaïi khaùc coù theå laø do söï hao moøn cuûa caùc thieát bò oâ toâ coù chöùa kim loaïi, Söï baøo moøn voû xe vaø söï söû duïng kim loaïi nhö niken laøm phuï gia xaêng hay daàu (Lagerweff vaø Specht, 1970). Chaúng haïn, naêm 1972 öôùc löôïng coù khoaûng 700 taán keõm thaûi ra moâi tröôøng ôû Canada töø buïi voû xe (keõm ñöôïc duøng ñeå löu hoùa cao su).

Söï phaân boá vaø phaùt taùn chì ôû vuøng cao nguyeân Vermont cho thaáy (Friedland vaø Johnson, 1985), trong caùc loaøi thöïc vaät, haøm löôïng chì cao nhaát (23-33 ppm) hieän dieän trong voû vaø caønh caây. Tuy nhieân, löôïng chì phuï thuoäc vaøo boä phaän caây, chaúng haïn goã chöùa 0,20 kg/ha chì; tieáp theo laø trong caønh: 0,48 kg/ha. Haøm löôïng chì lôùn nhaát ôû lôùp ñaát maët cuûa röøng laø 219 ppm vaø phaàn naøy chöùa 20 kg/ha chì. Tuy nhieân, do khoái löôïng ñaát khoaùng lôùn, löôïng chì trong ñoù (63kg/ha) cuõng lôùn hôn. Doøng chì töø khí quyeån laø 0,70 kg/ ha/naêm, trong khi nguoàn hôi nöôùc thoaùt ra laø < 0,012 kg/ha/naêm. Ñieàu naøy mang laïi moät maïng tích tuï vôùi vaän toác khoaûng 0,7 kg/ ha/naêm. Thôøi gian löu trung bình cuûa chì trong ñaát röøng öôùc löôïng khoaûng 500 naêm vaø chì ñöôïc tích tuï vôùi vaän toác 3,3% moät naêm trong thôøi gian gaáp ñoâi laø 21 naêm.

173

Vieäc caám söû duïng chì trong xaêng giuùp giaûm oâ nhieãm chì. Nhöõng vuøng röøng nhieãm chì ñöôïc ño laïi naêm 1990 nhoû hôn 17% so vôùi naêm 1980, ñaây laø löôïng chì giaûm ñi trong moät thaäp kyû.

Haàu heát chì trong ñaát taïo thaønh caùc phöùc cô kim beàn vaø trô. Tuy nhieân, coù moät löu yù quan troïng khi khaûo saùt söï oâ nhieãm chì lan roäng trong caùc khu röøng, thaäm chí ôû nhöõng nôi hoaøn toaøn heûo laùnh, ñoù laø xu höôùng tieán tôùi söï oâ nhieãm taêng cao vôùi caùc aûnh höôûng sinh thaùi baát ñònh.

5.1.2.7. Caùc chaát thaûi chöùa KLN vaø söï caûi taïo chuùng

Chaát thaûi KLN gaây ra caùc vaán ñeà veà thaåm myõ vaø kinh teá vôùi vuøng roäng lôùn cuûa khu ñaát boû hoang, caùc hoá raùc coù theå laø nhöõng nguoàn quan troïng gaây oâ nhieãm nöôùc vaø nhöõng ñaùm buïi coù chöùa kim loaïi. Nhöõng vaán ñeà naøy coù theå thöïc söï ñöôïc giaûm bôùt neáu nhö ta thaønh laäp caùc vöôøn caây coái treân raùc thaûi, thöôøng bao goàm keát hôïp vôùi söï taêng pH trong nhöïa caây, taïo thaønh caùc khaû naêng giaûm ñoäc kim loaïi, giaûm bôùt söï thieáu huït dinh döôõng, keát hôïp caùc chaát höõu cô ñeå caûi thieän caáu truùc ñaát vaø taêng khaû naêng giöõ nöôùc ñeå coù theå gieo troàng nhieàu gioáng caây khaùc nhau. Thænh thoaûng, caàn coù moät giaûi phaùp môùi laï nhö söû duïng caùc gioáng caây chòu ñöôïc acid hay kim loaïi, ñöôïc chuûng ngöøa hoãn hôïp gioáng vôùi naám mycorrhyzal chòu kim loaïi.

Ví duï, söï caûi taïo chaát thaûi ôû Sudbury (Peters,1984). Moät loø coù theå thaûi ra 54000 taán chaát thaûi /ngaøy, goàm loaïi buøn phaân taùn vaøo caùc lôùp ñaát thaáp, laøm xô xaùc phong caûnh. Sau ñoù, ngöôøi ta ñaõ cho coù khoaûng 1120 ha ñaát chuyeån muïc ñích söû duïng, 485 ha ñöôïc qui hoaïch troàng rau vaø 600 ha troàng coû.

5.1.2.8. OÂ nhieãm KLN töï nhieân vaø caây chæ thò

Söï phaùt xaï töï nhieân cuûa nhöõng nguyeân toá ñoäc trong khí quyeån coù theå xuaát hieän do söï phun nuùi löûa vaø söï deã bay hôi cuûa caùc kim loaïi nhö As, Hg vaø Se. KLN cuoán theo oâ nhieãm cuûa buïi ñaát cuõng raát quan troïng. Phaùt xaï töï nhieân vaø nhaân taïo laø hai nguoàn khaúng ñònh coù taàm quan troïng töông töï nhau (ví duï theo heä soá 4 cho Cr, Co, Mn, Ni), trong khi nguoàn nhaân taïo troäi hôn nguoàn töï nhieân theo heä soá lôùn hôn 10 cho caùc nguyeân toá khaùc.

Söï taïo khoaùng beà maët vaø caän beà maët chöùa nhöõng nguyeân toá ñoäc coù theå laø nguoàn goác xaùc ñònh nhöõng vuøng oâ nhieãm ñaát trong töï nhieân. Söï toàn

174

taïi dò thöôøng cuûa KLN trong ñaát, rau, nöôùc beà maët vaø traàm tích trôû thaønh caùc khoái quaëng, ñoâi khi keát hôïp vôùi söï xuaát hieän caùc loaøi caây chæ thò maø ngöôøi ta duøng laøm kyõ thuaät phaùt hieän quaëng moû goïi laø söï doø tìm quaëng sinh hoùa (Allan, 1971).

OÂ nhieãm töï nhieân coù theå saùnh ngang vôùi hieän töôïng xaáu nhaát cuûa oâ nhieãm nhaân taïo. Stone vaø Timmer (1975) ñaõ thoâng baùo, noàng ñoä ñoàng lôùn hôn 10% treân beà maët than buøn (töï nhieân) ñöôïc loïc töø nöôùc suoái giaøu Cu noåi leân thaønh nhöõng haït nhoû ôû New Brunswick, Canada.

Coù theå khaúng ñònh söï oâ nhieãm naëng neà KLN taïi moät soá nôi thöôøng ñöa ñeán haäu quaû laø caây coái tích luõy moät löôïng lôùn KLN ñoù. Hieän töôïng naøy ñöôïc goïi rieâng laø nhoùm sieâu tích tuï, thöôøng laø ñaëc thuø cho nhöõng vuøng coù kim loaïi. Ví duï, noàng ñoä niken lôùn khoaûng 10% ñöôïc tìm thaáy trong Alyssum bertolanii vaø A.murale ôû Nga (Malyuga, 1964). Noàng ñoä niken lôùn khoaûng 25% trong nhöïa maøu xanh cuûa caây Sebertia acuminata ôû ñaûo Pacific cuûa New Caledonia (Jaffre et al, 1976). Töông töï, nhöõng chæ thò vaø ñaëc thuø cuûa ñoàng cuõng ñöôïc moâ taû, caây hoa moâi Becium homblei laø moät khaùm phaù quan troïng veà caây coù ñoàng ôû Zambia vaø Zimbabwe, trong ñoù hieän dieän trong ñaát chöùa nhieàu hôn 1000 ppm Cu (Cannon,1960). Becium homblei laø moät caây chæ thò, chòu ñöôïc löôïng Cu > 7% trong ñaát (Reilly vaø Reilly, 1973). Reâu ñoàng baét nguoàn töø Scandinavia vaø sau ñoù laø Alaska, Nga vaø nôi khaùc (Perss, 1948; Shacklette, 1965). Caùc reâu naøy ñaëc tröng cho caùc chaát khoaùng neàn coù noàng ñoä lôùn vaø ñöôïc nhöõng nhaø thaêm doø duøng laøm thöïc vaät chæ thò treân caùc beà maët cuûa vuøng coù chöùa khoaùng kim loaïi.

Moät ví duï khaùc, laøm giaøu arsenic cuûa thuûy thöïc vaät ñöôïc thaáy treân beà maët ôû New Zealand. Moät noàng ñoä arsenic lôùn ñeán 970 ppm ñöôïc tìm thaáy ôû ceratophyllum demersum, so vôùi 1,4 ppm ôû caây thöôøng.

5.1.2.9. Kim loaïi trong maïng thöùc aên treân maët ñaát

Trong nhieàu tình huoáng nhaát ñònh, moät soá nguyeân toá kim loaïi ñoäc coù khaû naêng tích tuï sinh hoïc vaø tích tuï qua heä thöùc aên. So vôùi nhöõng tröôøng hôïp trong nöôùc, sinh vaät cuûa nhieàu heä thoáng treân maët ñaát ña daïng hôn, coù xu höôùng tích tuï KLN vaø nhöõng nguyeân toá khaùc.

Moät nghieân cöùu chi tieát coù lieân quan ñaõ chöùng minh haøm löôïng ñoàng vaø cadmi trong nhöõng thaønh phaàn khaùc nhau cuûa heä sinh thaùi ñoàng

175

coû, taïi nhöõng vuøng bò aûnh höôûng khaùc nhau do söï phoùng thích ñoàng töø caùc loø tinh luyeän gaàn Liverpool, nöôùc Anh (Huter et al, 1987a, b, c, 1989). Ñaát ôû gaàn caùc loø tinh luyeän coù haøm löôïng ñoàng lôùn ñeán 52200 ppm (trung bình laø 11000 ppm) vaø cadmi lôùn ñeán 59 ppm (trung bình laø 15,4 ppm). So vôùi giaù trò bình thöôøng laø 15 ppm Cu vaø 0,8 ppm Cd. Haøm löôïng kim loaïi trong caây ôû gaàn caùc loø tinh luyeän cuõng lôùn hôn giôùi haïn thoâng thöôøng nhöng noù nhoû hôn nhieàu so vôùi haøm löôïng trong ñaát. Ñoái vôùi heä ñoäng vaät chaân ñoát, haøm löôïng kim loaïi cuõng lôùn hôn khi ôû gaàn loø tinh luyeän; thöôøng thì noù lôùn hôn caû trong caây coái, nhoû hôn trong ñaát vaø nhöõng loaøi soáng trong hang coù haøm löôïng thöïc teá lôùn hôn nhöõng loaøi aên coû vaø aên thòt (noùi rieâng nhöõng döõ lieäu treân coù theå bò aûnh höôûng do söï hieän dieän cuûa ñaát bò oâ nhieãm trong ruoät cuûa chuùng). Nhöõng ñoäng vaät coù vuù aên thòt vaø aên coû nhoû coù haøm löôïng KLN ít hôn nhieàu so vôùi loaøi chaân ñoát. Chæ coù cadmi laø hieän dieän vôùi haøm löôïng lôùn trong caùc ñoäng vaät coù vuù nhoû taïi nhöõng nôi oâ nhieãm, nhaát laø gaàn nhöõng loø tinh luyeän.

So vôùi nhieàu tröôøng hôïp döôùi nöôùc, sinh vaät ôû nhöõng ñoàng coû naøy coù xu höôùng tích tuï kim loaïi thaáp hôn vaø caû tích tuï qua heä sinh vaät vaø nhöõng tích tuï qua heä thöùc aên cuõng keùm roõ reät hôn nhieàu.

5.2. CADMIUM (Cd)

5.2.1. Giôùi thieäu

Cadmium thuoäc nhoùm II B cuûa baûng phaân loaïi tuaàn hoaøn vaø laø moät kim loaïi quí hieám, ñöôïc xeáp thöù 67 trong thöù töï cuûa nguyeân toá doài daøo. Noù khoâng coù chöùc naêng veà sinh hoïc thieát yeáu laïi coù ñoäc haïi cao ñoái vôùi thöïc vaät vaø ñoäng vaät. Tuy nhieân, vieäc taäp trung cuûa cadmium thöôøng gaëp trong moâi tröôøng khoâng gaây ñoäc haïi nhieàu. Nguy haïi chính ñoái vôùi söùc khoûe con ngöôøi töø Cd laø söï tích tuï maõn tính cuûa noù ôû trong thaän. ÔÛ ñoù, noù coù theå gaây ra roái loaïn chöùc naêng thaän, neáu löôïng taäp trung ôû trong thaän leân ñeán 200mg/kg troïng löôïng töôi. Thöùc aên laø con ñöôøng chính maø Cd ñi vaøo cô theå, nhöng vieäc huùt thuoác laù vaø söï phôi nhieãm coù thôøi haïn ñoái vôùi CdO cuõng laø nguoàn oâ nhieãm KLN quan troïng.

Toå chöùc Löông Noâng cuûa Lieân Hôïp Quoác (FAO) vaø Toå chöùc Y teá Theá giôùi (WHO) ñeà nghò löôïng Cd coù theå chaáp nhaän ñöôïc toái ña laø 400 - 500 μg/tuaàn. Noù töông ñöông khoaûng 70 μg/ngaøy. Löôïng Cd vaøo cô theå trung bình treân khaép theá giôùi khoaûng töø 25-75 μg/ngaøy vaø roõ raøng coù vaán

176

ñeà ôû nôi maø löôïng vaøo xaáp xæ ôû möùc treân cuøng. Nhöõng ngöôøi huùt thuoác coù theå theâm vaøo cô theå löôïng Cd dö thöøa töø 20-35 μg/ngaøy.

Tröôùc nguy hieåm veà söï tích tuï maõn tính cuûa Cd trong cô theå con ngöôøi thì vaán ñeà kieâng cöõ coù taàm quan troïng to lôùn. Bôûi vì, noàng ñoä Cd trong nhöõng vuøng ñaát khoâng oâ nhieãm thöôøng laø thaáp, nhöng vuøng coù oâ nhieãm vaø möùc ñoä cuûa Cd cao laø vaán ñeà caàn quan taâm. Öôùc tính veà Cd trong nhöõng vuøng ñaát khaùc nhau coù quaù trình oâ nhieãm khaùc nhau khoaûng töø 15 ñeán 1100 ppm. Vaán ñeà ôû ñaây laø caàn ngaên chaën vaø haïn cheá toái ña oâ nhieãm Cd ôû baát cöù nôi naøo coù theå ñöôïc. Nhieàu nöôùc nghieâm khaéc trong vieäc söû duïng Cd hoaëc ñang leân keá hoaïch kieåm soaùt nhöng haàu heát hieäu quaû chöa cao.

OÂ nhieãm vaø gaây ñoäc Cd ñaõ taêng nhanh trong nhöõng thaäp nieân gaàn ñaây laø do haäu quaû cuûa vieäc taêng söû duïng Cd trong coâng nghieäp. Noù laø moät haäu quaû khoâng theå traùnh khoûi do quaù trình khai thaùc moû kim loaïi, oâ nhieãm trong saûn xuaát vaø trong xöû lyù raùc. Khoâng gioáng nhö Pb, Cu vaø Hg ñaõ ñöôïc söû duïng töø nhieàu theá kyû, Cd chæ môùi ñöôïc söû duïng roäng raõi ôû theá kyû naøy. Hôn moät nöûa Cd ñaõ töøng ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp khoaûng 20 naêm qua. Noù toàn taïi nhö moät saûn phaåm naáu chaûy cuûa Zn vaø nhöõng kim loaïi cô baûn khaùc vaø khoâng coù quaëng naøo ñöôïc söû duïng chính yeáu laøm nguoàn Cd. Vieäc saûn xuaát Cd treân theá giôùi taêng töø 11.000 taán trong naêm 1960 leân ñeán 19.000 taán naêm 1985. Cd ñöôïc duøng chuû yeáu:

– laøm lôùp baûo veä cho theùp

– phoái troän trong nhöõng hôïp kim khaùc

– trong chaát maøu (cho caùc chaát nhöïa, lôùp men, traùng men vaø laép kính)

– taïo chaát laøm chaéc cho lôùp nhöïa, lôùp men vaø traùng men

– trong Ni-Cd laøm pin khoâ vaø söû duïng trong nhöõng taïp chaát khaùc, keå caû trong phim aûnh vaø trong nhöõng thanh ñieàu khieån cuûa loø phaûn öùng haït nhaân.

Nhöõng nguoàn ñaát oâ nhieãm chính do Cd gaây ra laø do khai thaùc moû, vieäc naáu chaûy Cd vaø Zn; söï oâ nhieãm khí quyeån töø nhöõng khu coâng nghieäp; vieäc xöû lyù raùc thaûi coù chöùa Cd nhö: söï thieâu huûy nhöõng vaät baèng nhöïa vaø pin; raùc nöôùc coáng thaám vaøo ñaát; vaø vieäc ñoát nhöõng nhieân lieäu hoùa thaïch. Ngay caû tröôùc khi Cd ñöôïc söû duïng trong kinh doanh, söï oâ

177

nhieãm ñaõ xaûy ra ôû nhieàu vuøng roäng lôùn coù chöùa Cd trong nguoàn thaûi. Phaân phosphate laø moät ví duï cô baûn, chaát Cd coù chöùa trong ñoù vôùi löôïng thaáp vaø khaùc nhau nhöng vieäc söû duïng phaân naøy lieân tuïc daãn ñeán vieäc taêng ñaùng keå löôïng Cd tích tuï treân nhieàu vuøng ñaát noâng nghieäp. OÂ nhieãm Cd trong khoâng khí ôû nhöõng khu coâng nghieäp hoaëc thaønh thò cuõng gaây aûnh höôûng ñeán nhöõng vuøng ñaát ôû nhöõng quoác gia coâng nghieäp vaø Cd töø nhöõng nguoàn naøy coù theå ñöôïc haáp thuï tröïc tieáp vaøo thaân caây qua taùn laù.

5.2.2. Söï coá veà ñòa hoùa

Noàng ñoä trung bình cuûa Cd treân traùi ñaát ñöôïc öôùc tính trung bình nhoû hôn hoaëc baèng 0,1 mg/kg. Cd coù lieân quan gaàn guõi vôùi Zn veà maët ñòa hoùa, caû hai nguyeân toá naøy coù cuøng caáu truùc ion vaø ñieän töû (moät tính chaát coù lieân quan ñeán ñieän theá ion hoùa). Cd coù aùi löïc ion vôùi S cao hôn Zn. Tyû leä trung bình cuûa Zn vaø Cd cho taát caû ñaù meï (coù chöùa S) laø khoaûng 500:1, nhöng ôû phaïm vi töø 27:1 ñeán 7000:1. Cd ñöôïc toàn taïi nhö moät saûn phaåm naáu chaûy cuûa quaëng moû sulfide. Cd laïi coù khaû naêng thay theá cho Zn trong nhieàu lieân keát hoùa hoïc cuûa caùc hôïp chaát, nhaát laø hôïp chaát chöùa S. Nguoàn dö thöøa nhieàu nhaát cuûa Cd laø khoaùng chaát ZnS, chaát sphalerite, wientzite vaø khoaùng chaát phuï nhö ZnCO3 (smithsonite) ñieån hình chöùa 0,2 - 0,4% Cd, maëc duø noàng ñoä ñoâi khi coù theå tìm thaáy leân ñeán 15% Cd.

Nhöõng ñaù traàm tích coù löôïng Cd cao hôn nhöõng loaïi ñaù khaùc. Vôùi phoát pho (phoát pho calci ngaàm) vaø nhöõng ñaù ñen naèm döôùi bieån cuõng taäp trung cao nhaát veà söï baát thöôøng cuûa nhieàu KLN khaùc keå caû Cd. Caû hai loaïi ñaù ñöôïc hình thaønh töø chaát giaøu höõu cô ngaàm döôùi ñieàu kieän yeám khí vaø nhöõng KLN tích tuï nhö chaát sulfate vaø höõu cô phöùc taïp.

5.2.3. Nguoàn gaây oâ nhieãm cadmium

5.2.3.1. Cd coù saün trong ñaát

Page vaø Bingham cho raèng, ñaát baét nguoàn töø ñaù nuùi löûa coù chöùa löôïng Cd 0,1 - 0,3 mg/kg, nhöõng ñaù naøy chöùa töø 0,1 – 1,0 mg/kg Cd vaø nhöõng ñaù xuaát phaùt töø nhöõng ñaù ngaàm chöùa 0,3 - 11 mg/kg Cd. Noùi chung, haàu heát Cd trong ñaát coù noàng ñoä döôùi 1 mg/kg, ngoaïi tröø nhöõng nôi bò oâ nhieãm töø nhöõng nguoàn rieâng bieät hoaëc ñaát hình thaønh treân nhöõng ñaù meï vôùi löôïng Cd cao baát thöôøng, nhö töø nhöõng “ñaù ñen”.

178

Söï taäp trung Cd trong ñaát ôû Myõ, qua moät cuoäc khaûo saùt 3305 maãu ñaát töø nhöõng vuøng khoâng bò oâ nhieãm ôû 36 tieåu bang, phaùt hieän ra löôïng chöùa Cd töø 0,005 ñeán 2,4 mg/kg Cd vaø trung bình 0,20 mg/kg Cd. Nhìn chung, than buøn chöùa nhieàu Cd nhaát, Do ñoù, coù theå duøng than buøn naøy laøm phaân cho saûn xuaát rau. Ngoaøi ra coøn duøng chuùng laøm phaân phosphate vaø phaân vi löôïng – höõu cô. Moät cuoäc khaûo saùt 2276 maãu ñaát ôû Anh vaø xöù Weles, ñaõ cho möùc trung bình laø 0,9 mg/kg. Nöôùc coáng ñaõ bò oâ nhieãm neân noàng ñoä Cd leân ñeán 114 mg/kg. Nguoàn oâ nhieãm Cd khaùc laø do chính noàng ñoä Cd coù saün trong ñaát.

Nhöõng vuøng ñaát phaùt trieån treân ñaù ñen coù theå gaây oâ nhieãm ñaùng keå vôùi toång löôïng Cd cao baát thöôøng (noàng ñoä khoaûng 22 ppm).

5.2.3.2. Nguoàn töø phaân boùn

Phaân phosphate chöùa löôïng Cd cao. Nhöõng phaân phosphate ñang trôû thaønh nguoàn Cd coù maët haàu nhö khaép nôi, gaây oâ nhieãm cho ñaát noâng nghieäp. Söï taäp trung cuûa Cd trong ñaát do boùn phaân phosphat laøm taêng töø 0,07 mg/kg ñeán 10mg/kg Cd treân caùc maûnh ñaát maøu môõ. Noùi chung, phaân boùn ôû nöôùc UÙc chöùa töø 25-50 mg/kg Cd. Phaân phosphate chöùa töø 3-8 mg/kg Cd ñöôïc söû duïng trong thôøi gian daøi thí nghieäm treân caùnh ñoàng coû ôû Rothamsted (Anh). Ñaát troàng coû ñöôïc taêng 2g Cd/ha/naêm trong thôøi gian vaøi naêm vaø 7,2g Cd/ha/naêm ôû ñaát troàng coû trong thôøi gian daøi thí nghieäm.

Söï tích luõy Cd cao hôn trong loaïi ñaát troàng coû coù theå do thieáu söï caøy xôùi, bò haáp thuï soá löôïng lôùn hôn cuûa chaát höõu cô vaø töø khí quyeån oâ nhieãm laéng tuï xuoáng lôùp ñaát maët.

Nriagu (1994) ñaõ tính toaùn raèng, phaân boùn phosphoride (laân) vôùi möùc chöùa Cd trung bình töø 7 mg/kg, cung caáp 660T Cd /naêm vaøo moâi tröôøng treân phaïm vi toaøn caàu. Trong caùc nöôùc EC phaân boùn ñöôïc öôùc chöøng khoaûng 300 taán Cd /naêm vaø ñöôïc hy voïng taêng ñeán 346 taán Cd /naêm vaøo naêm 2000. Haàu heát caùc loaïi ñaát ñöôïc söû duïng laøm noâng nghieäp coù hieäu quaû seõ coù söï gia taêng soá löôïng Cd trong ñaát khi boùn phosphate.

5.2.3.3. Töø söï laéng ñoïng ôû baàu khí quyeån cuûa hoùa chaát Cd

Möùc taäp trung bình thöôøng cuûa Cd trong baàu khí quyeån töø 1-50 mg/m3, phuï thuoäc vaøo caùc nguoàn phaùt ra. Noàng ñoä cuûa Cd trong

179

baàu khí quyeån ôû chaâu AÂu laø 1 - 6 mg/m3 cho khu vöïc noâng thoân, 3,6-20 mg/m3 cho vuøng thaønh thò vaø 16,5 - 54 mg/m3 cho khu vöïc coâng nghieäp. Nguoàn phaùt thaûi Cd ra khoâng khí chính yeáu laø töø saûn xuaát kim loaïi khoâng coù saét, cuõng nhö söï ñoát chaùy nhieân lieäu hoùa thaïch thaûi ra vaø vieäc saûn xuaát saét vaø theùp. Tính bay hôi cuûa Cd raát cao: khi hôi nöôùc ôû nhieät ñoä cao phaùt taùn vaøo baàu khí quyeån seõ coù khaû naêng mang vaø thaûi vaøo khoâng khí Cd raát lôùn. Toång phaùt thaûi cuûa Cd vaøo khoâng khí treân toaøn theá giôùi haèng naêm ñöôïc ñaùnh giaù, theo Nriagu, laø 8100 taán (800 taán töø nguoàn taøi nguyeân thieân nhieân vaø 7100 taán töø söï phaùt thaûi cuûa con ngöôøi). Treân toaøn caàu, ñaõ coù söï gia taêng töø 3400 taán (trong thaäp nieân 51 - 60) ñeán 5400 taán (töø 1961 - 1970) vaø ñeán 7400 taán (trong 1971 -1980). Toång coäng cho caû ñaát khoâ vaø ñaát coù nöôùc möa theo söï saép xeáp töø 2,6 ñeán 19 g/ha/naêm cho vuøng noâng thoân, vôùi 3 g/ha/naêm xem nhö giaù trò tieâu bieåu cuûa söï laéng ñoïng Cd treân ñaát noâng nghieäp trong taäp ñoaøn chaâu AÂu. Toång giaù trò laéng ñoïng Cd laø 3,9 - 29,6 g/ha/naêm ñöôïc tìm thaáy ôû vuøng ñoâ thò vaø < 150 g/ha/naêm trong vuøng gaàn khu coâng nghieäp luyeän kim. Hoï ñaùnh giaù söï gia taêng noàng ñoä Cd trong ñaát (0 - 15cm) do söï laéng ñoïng Cd töø khoâng khí: ôû Myõ trôû neân < 0,089 μg/kg/naêm thuoäc vuøng noâng thoân, 29 μg/kg/naêm trong vuøng coâng nghieäp vaø 0,98 μg/kg/naêm trong vuøng thaønh phoá lôùn (trung taâm). Nriagu coøn theâm raèng, söï laéng ñoïng treân toaøn caàu cuûa Cd töø khí quyeån leân 5700 taán/naêm treân ñaát lieàn vaø 2400 taán/naêm treân ñaïi döông.

5.2.3.4. Töø buøn coáng raõnh

Buøn chöùa Cd töø chaát baøi tieát cuûa con ngöôøi, saûn phaåm thuoäc gia ñình chöùa Zn vaø chaát thaûi töø coâng nghieäp. Haàu heát Cd ñeàu tích luõy trong nöôùc coáng, ñöôïc thaûi ra trong suoát quaù trình xöû lyù buøn quaùnh. Moät khoaûng khaù roäng veà söï coù maët cuûa Cd ñöôïc tìm thaáy trong buøn coáng raõnh, ñöôïc trình baøy ôû baûng 5.2, möùc taäp trung töø < 1 ñeán 3650 mg/kg Cd trong buøn coáng raõnh ôû ñieàu kieän khoâ ñaõ ñöôïc baùo caùo ôû phía Taây chaâu AÂu vaø phía Baéc nöôùc Myõ. Trong buøn coáng raõnh ôû Myõ tìm thaáy möùc Cd trung bình töø 17 - 23 mg/kg. Moät soá taùc giaû cho raèng, möùc Cd trung bình laø 16 mg/kg trong 150 coáng raõnh ôû Myõ. Moät möùc raát thaáp nöõa laø chæ coù 1 mg/kg Cd ñoái vôùi buøn coáng raõnh ôû Irac. AÙp duïng moät giaù trò trung bình cuûa Cd laø 23 mg/kg trong coáng raõnh, Nriagu ñaõ ñoaùn raèng löôïng Cd khoâng bình thöôøng trong moâi tröôøng töø söï boùn buøn vaøo ñaát laø 480taán/naêm.

180

Söï taäp trung kim loaïi trong coáng raõnh khaùc nhau raát cao do trình töï thay ñoåi lieân tuïc cuûa hôïp chaát vaø theå tích nöôùc thaûi coâng nghieäp ñöôïc thaûi vaøo coáng. Khoaûng 70% caùc loaïi coáng khaùc nhau ñeàu ñaõ ñöôïc tìm thaáy coù chöùa Cd trong maãu buøn. Trong thaäp kyû qua, söï taäp trung Cd trong buøn ñaõ giaûm ôû moät vaøi quoác gia nhö laø moät keát quaû cuûa vieäc caûi thieän oâ nhieãm. Do ñoù, soá lieäu ôû baûng 5.2 chæ coù giaù trò tham khaûo.

Noàng ñoä Cd cao nhaát ôû coáng raõnh ñöôïc ñöa vaøo ñaát noâng nghieäp chaâu AÂu bieán ñoåi töø 5 mg/kg (ôû Netherlands) ñeán 20 mg/kg (ôû Coäng hoøa lieân bang Ñöùc vaø Phaùp). Söï khuyeán caùo möùc Cd chöùa cao nhaát trong coáng raõnh ôû thaønh phoá cuûa chaâu AÂu laø 20 mg/kg (trong ñieàu kieän khoâ), möùc cao nhaát cho pheùp laø 40 mg/kg ôû Myõ. Baker ñaõ ñeà xuaát noàng ñoä Cd cao nhaát laø 50 mg/kg trong khi Chaney cho raèng noàng ñoä Cd trong buøn khoâng ñöôïc vöôït quaù 1% so vôùi Zn. Nôi taäp trung Zn cao, ñoäc toá Zn seõ giaûm vôùi khaû naêng caây troàng tieâu thuï Cd cao.

Söï khuyeán caùo löôïng Cd khoâng bình thöôøng cao nhaát trong tính chaát ñaát töø coáng raõnh cuõng khaùc nhau giöõa caùc quoác gia. ÔÛ chín quoác gia chaâu AÂu vaø Canada, möùc Cd coù töø 0,001 kg/ha/naêm (ôû Ñan Maïch), ñeán 0,17 kg/ha/naêm (ôû Vöông quoác Anh). Hoäi ñoàng EC chaâu AÂu ñaõ khuyeán caùo, löôïng Cd cao nhaát laø 0,1 kg/ha/naêm vaø möùc cho pheùp cao nhaát laø 0,15kg Cd/ha/naêm.

Ñieàu kieän tích luõy Cd trong vaøi loaïi buøn ñaát coù lieân quan ñeán CEC ñaát. Tích luõy Cd cao nhaát laø 5,5 kg/ha trong ñaát CEC < 5 meq/100gr ñaát, 11 kg/ha Cd ñoái ñaát coù CEC töø 5-15 meq/100gr ñaát vaø 22 kg/ha Cd ñoái vôùi ñaát coù CEC > 15 meg/100gr ñaát.

Maëc duø hình thöùc cuûa xöû lyù raùc thaûi buøn coáng raõnh laø taïo ra nguoàn khoaùng vi löôïng vaø phaân N vaø P, nhöng noù cuõng laøm caùc loaïi ñaát trôû neân bò oâ nhieãm Cd vaø caùc kim loaïi khoâng caàn thieát khaùc nhieàu hôn, voâ hình chung seõ daãn ñeán dinh döôõng caây troàng seõ giaûm.

Baûng 5.2. Haøm löôïng Cd trong buøn coáng raõnh thaønh phoá

Cd Nguoàn buøn coáng raõnh Soá taøi lieäu tham khaûo

(mg/kg)

6,8 - 444 16 thaønh phoá (Myõ) 41

3 - 3410 150 xöû lyù maãu thöïc 42

181

2 - 1100 57 ñòa phöông (Myõ) 43

0,3 - 168 6 tænh (Haø Lan) 44

2 - 1500 42 maãu xöû lyù thöïc vaät (Anh) 45

< 1 - 180 200 maãu buøn (Anh) 46

< 1 - 90 45 xöû lyù maãu thöïc vaät (Ireland) 47

< 2450 Bordeaux (Phaùp) 48

10 - 12 Helsinki (Phaàn Lan) 49

2,3 - 171 93 xöû lyù maãu thöïc vaät (Thuïy Ñieån) 50

0,3 - 236 7 thaønh phoá (Canada) 51

5.2.3.5. Caùc nguoàn Cd khaùc

Caùc nguoàn Cd chuû yeáu khaùc ñeàu coù theå gaây oâ nhieãm laø caùc moû than, phaân boùn töø caùc quaëng apatite, caùc moû sielfhide coù theå chöùa 5% Cd. Quaù trình xoùi moøn, röûa troâi vaø tích tuï ñaõ laøm taäp trung cao Cd trong ñaát. Ñaát bò oâ nhieãm moät caùch nghieâm troïng bôûi Pb, moû Zn, ñaõ ñöôïc tìm thaáy chöùa ñeán 450 mg/kg Cd.

5.2.4. Quan heä Cd ñoái vôùi thöïc vaät

Tính chaát hoùa hoïc ñaát coù aûnh höôûng lôùn ñeán taùc ñoäng Cd ñoái vôùi thöïc vaät vaø caây troàng. Thoâng qua daây chuyeàn thöïc phaåm (rau, cuû, quaû, gaïo…) seõ laïi aûnh höôûng khoâng nhoû leân söùc khoûe con ngöôøi. Chaát ñoäc Cd coù theå tích luõy trong nhöõng thöïc vaät treân moät vaøi vuøng ñaát bò oâ nhieãm. Söï tích luõy (accumulation) cuûa noù trong nhoùm caây thöïc phaåm ôû möùc cao laø nguyeân nhaân lôùn laøm gia taêng ngoä ñoäc thöïc phaåm. Thaäm chí, söï tích luõy Cd trong thöïc phaåm gaây ngoä ñoäc coù theå aûnh höôûng traàm troïng trong moät thôøi gian daøi.

Mitchell tìm thaáy thöù töï cuûa ñoäc tính KLN ñeán luùa mì vaø rau dieáp treân ñaát acid, theo trình töï Cd > Ni > Cu > Zn. Khoâng coù daáu hieäu beân ngoaøi chæ thò thöïc vaät ñaõ nhieãm ñoäc Cd. Tuy nhieân, nhieãm ñoäc Cd bieåu thò beänh vaøng laù, söï heùo vaø tình traïng ngöng phaùt trieån nhöng maø laïi hieám khi tìm ra nguyeân nhaân. Nhieàu tröôøng hôïp cuûa tính ñoäc trong ñaát bò oâ nhieãm KLN bieåu hieän ôû choã noù seõ taïo ra sö huùt dö thöøa moät soá nguyeân toá

182

khaùc, töø ñoù gaây ra söï maát caân baèng trong cô theå sinh vaät. Cd dö thöøa trong khaåu phaàn gaây neân beänh caêng thaúng thaàn kinh.

Löôïng Cd ñöôïc huùt bôûi caây troàng tuøy thuoäc vaøo ñaëc tính moâi tröôøng ñaát vaø caùc yeáu toá sinh lyù, sinh hoùa caây troàng ñöôïc ñeà caäp döôùi ñaây.

5.2.4.1. Ñoäc chaát Cd trong ñaát aûnh höôûng ñeán caây troàng Haøm löôïng Cd trong ñaát: maëc duø nhöõng tính chaát ñaát coù aûnh höôûng

ñeán tính saün coù cuûa Cd, löôïng toång soá cuûa nguyeân toá trong ñaát hieän nay laø moät trong nhöõng nhaân toá chính aûnh höôûng ñeán Cd chöùa trong caây troàng. Ngöôøi ta ñaõ tìm thaáy toång soá Cd coù lieân quan maät thieát vôùi Cd chöùa trong caûi baép, caø roát, rau dieáp vaø cuû caûi ñöôïc troàng treân 50 loaïi ñaát bò oâ nhieãm töø caùc nguoàn khaùc nhau. Chembley vaø Lluwin, 1998, ñaõ trình baøy nhöõng moái töông quan coù taàm quan troïng cao trong toång soá Cd coù trong ñaát ñöôïc hình thaønh töø coáng raõnh vaø Cd chöùa ñöïng trong rau dieáp vaø caûi baép. Lund cuõng ñaõ tìm ra moái töông quan quan troïng giöõa Cd trong ñaát vaø Cd taäp trung trong laù cuûa vaøi loaøi nguõ coác.

Cd nguyeân daïng trong ñaát cuõng aûnh höôûng ñeán söï saün coù sinh hoïc. Alloway ñaõ tìm thaáy Cd trong ñaát bò oâ nhieãm töø nhöõng nguoàn voâ cô trong ñaát, chaúng haïn nhö moû kim loaïi vaø luyeän kim, coù xu höôùng ñöôïc tích luõy deã daøng trong phaàn coù theå aên ñöôïc cuûa rau caûi hôn töø trong ñaát ñöôïc hình thaønh töø coáng raõnh. Tuy nhieân, tyû leä tích luõy thaáp nhaát (Cd trong rau quaû / Cd trong ñaát) ñaõ ñöôïc tìm thaáy trong rau quaû ñöôïc troàng treân ñaù voâi, ñaát bò oâ nhieãm moû shipham. Buøn coáng raõnh laø nôi taäp trung khaù cao Cd. Löôïng höõu cô chöùa trong buøn coáng raõnh gia taêng khaû naêng haáp thuï kim loaïi cuûa ñaát

- pH cuûa ñaát: pH cuûa ñaát laø moät yeáu toá chính quyeát ñònh söï saün coù cuûa Cd trong ñaát bôûi vì noù aûnh höôûng cô cheá giöõ nöôùc vaø söï hoøa tan cuûa kim loaïi ñaëc bieät trong ñaát coù Cd. Söï tieâu thuï Cd coù moái quan heä nghòch ñaûo vôùi pH cuûa ñaát. Page ñaõ cho bieát raèng, söï tích luõy Cd trong laù cuû caûi ñöôøng Thuïy Só taêng theâm töø 2 leân 3,9 laàn khi pH giaûm xuoáng töø 7,4 → 4,5 vaø luùa mì cuõng coù nhöõng phaûn öùng töông töï.

- Anderson vaø Nilson ñaõ keát luaän raèng, boùn theâm CaO vaøo ñaát thì giaûm ñi söï tieâu thuï Cd trong caây caûi daàu do söï gia taêng pH vaø söï caïnh tranh giöõa ion Ca2+ vaø Cd2+. Vôùi tính acid taêng, söï gia taêng Cd2+ di ñoäng laø moät phaàn lieân quan ñeán söï giaûm OH–, söï keát tuûa cuûa caùc KLN khaùc. Coøn hieän töôïng giaûm söï haáp thuï keo ñaát lieân quan ñeán söï giaûm pH.

183

Alloway (1990) ñaõ cho raèng, pH (khi noàng ñoä CaCl2 0,01M) laø nhaân toá aûnh höôûng thöù hai (sau toång soá Cd) trong söï suy giaûm khaû naêng tích luõy Cd trong boán muøa vuï treân 50 loaïi ñaát khaùc nhau ñöôïc kieåm soaùt oâ nhieãm. Tyû leä tích luõy Cd cao nhaát coù xu höôùng xuaát hieän trong caây ñöôïc troàng treân ñaát acid.

- Khaû naêng giöõ nöôùc cuûa ñaát: moät soá nhaø nghieân cöùu ñaõ chöùng minh raèng löôïng Cd chöùa trong caây troàng tyû leä nghòch vôùi CEC trong ñaát troàng chuùng. Alloway ñaõ tìm ra moái lieân heä nghòch ñaûo giöõa heä soá Kd vôùi ñöôøng ñaúng nhieät maø Kd laø thaønh toá quyeát ñònh cho Cd ñang hieän dieän trong ñaát. Keát luaän naøy thu ñöôïc töø thí nghieäm veà söï tích tuï hôi nöôùc vaø tích luõy Cd chöùa trong caûi baép, ôû moät vaøi loaïi ñaát.

CEC vaø höõu cô cuûa ñaát lieân quan ñeán haáp thu Cd cuûa thöïc vaät Hinesly (1931) ñaõ cho raèng, Cd tieâu thuï bôûi caûi baép ñaõ laøm ñaûo loän moái quan heä vôùi CEC trong ñaát thoaùi hoùa vôùi CdCl2 nhöng khoâng coù söï töông quan vôùi CEC trong ñaát ñöôïc bieán ñoåi töø buøn coù chöùa Cd.

Moái quan heä giöõa CEC vaø söï haáp thuï cuûa caây troàng vaãn coøn chöa ñöôïc roõ raøng bôûi vì söï thay ñoåi cation kim loaïi chæ laø moät trong vaøi cô cheá tích luõy nöôùc aûnh höôûng ñeán tính hoøa tan cuûa Cd trong ñaát. Maëc duø hydroxide, oxide khoâng taäp trung nhieàu khi CEC cuûa moät loaïi ñaát coù pH döôùi 8, chuùng ñaëc bieät tích luõy nöôùc töông ñöông soá löôïng Cd. Do ñoù, CEC khoâng coù tính quyeát ñònh ñaát coù theå giöõ kim loaïi hoøa tan Cd.

Moät soá nghieân cöùu cuõng cho bieát raèng, luùa troàng ít ngaäp nöôùc coù ñieàu kieän tích luõy nhieàu Cd. Ñieàu naøy laø do söï taïo thaønh traïng thaùi raén cuûa CdS trong nhöõng ñaát troàng luùa thieáu oxy. Khi hôïp chaát cuûa löu huyønh bò oxy hoùa seõ coù vaøi söï acid hoùa ñeå taäp trung Cd saün coù. ÔÛ Tintsu Nalley (Nhaät Baûn), nôi maø beänh "Itai Itai" xaûy ra vaøo laàn ñaàu tieân naêm 1950, ñaõ tìm ra Cd coù trong ruoäng luùa coù töông quan vôùi soá ngaøy ruoäng luùa ñöôïc thaùo nöôùc vaø ñöôïc ñònh kyø laøm thoâng khí tröôùc khi thu hoaïch. Haàu heát ñaát troàng troït coù seùt ñeàu coù keo tuï khi maø nhöõng ñieàu kieän oxy hoùa trong lôùp ñaát maët qua nhieàu naêm nhö laø keát quaû cuûa vieäc thaùo nöôùc vaø caøy caáy. Cd coù theå coù saün nhieàu hôn trong nhöõng ñaát bò keo tuï naøy hôn laø ñaát bò taùn keo. Bôûi vì khaû naêng giöõ Cd cuûa chuùng thaáp hôn maø nguyeân nhaân gaây ra laø bôûi chöùa ít Fe(OH)2 vaø Mn(OH)2.

- Caùc nguyeân toá khaùc aûnh höôûng Cd trong ñaát: haøng loaït caùc nguyeân toá quen thuoäc nhö Cu, Ni, Se vaø P coù maët trong dung dòch ñaát coù theå laøm

184

giaûm söï huùt Cd2+ cuûa caây troàng. Vai troø cuûa Zn ñoái vôùi Cd thì khoâng roõ raøng vaø söï xuaát hieän Zn tuøy thuoäc vaøo Cd coù trong ñaát. Zn ñaõ ñöôïc ghi nhaän nhö laø moät nguyeân toá thöôøng song haønh nhöng laïi ñoái laäp vôùi söï tieâu thuï Cd trong ñaát. Vôùi möùc taäp trung Cd cao, noù coù theå gaây aûnh höôûng leân quaù trình quang hôïp cuûa caây troàng. Vaán ñeà caàn quan taâm vaø caàn nghieân cöùu theâm laø, quaù trình quang hôïp coù aûnh höôûng leân söï tieâu thuï Cd, vì thoâng qua quaù trình tích giöõ hôi nöôùc, maát nhieàu Cd hoøa tan, cuõng nhö söï töông taùc giöõa Cd vaø caùc nguyeân toá khaùc ôû vuøng reã caây?

5.2.4.2. Söï tích luõy Cd trong caây troàng

Davis vaø Calton – Smith ñaõ cho raèng, rau dieáp vaø cuû caûi, caàn taây, caûi baép coù xu höôùng tích luõy Cd khaù cao trong khi cuû khoai taây, baép ngoâ, ñaäu troøn vaø ñaäu daøi chæ tích luõy moät ít Cd. Nhieàu nhaø nghieân cöùu ñaõ tìm thaáy caûi nhíp tích luõy Cd nhieàu nhaát trong caùc loaøi thöïc phaåm. Laù caø chua ñöôïc tìm thaáy tích luõy Cd khoaûng 70 laàn so vôùi laù caø roát, trong khi bieän phaùp troàng troït gioáng nhau. Bingham ñaõ cho moät thöù töï lieân tieáp giaûm tính nhaïy cuûa ñoäc chaát Cd trong ñaát, cuû caûi > ñaäu naønh > caûi xoang > rau nhíp > ngoâ > caø roát > ñaäu > luùa mì > cuû caûi traéng > caø chua > bí > caûi baép > cuû caûi ñöôøng Thuïy Syõ > luùa vuøng cao. Tuy nhieân, thöù töï naøy thì chæ ñuùng moät caùch töông ñoái thoâi cho moät nhoùm cuûa moãi loaøi thöïc vaät. Kuboiet ñaõ chöùng minh raèng, nhöõng ñaëc tính tích luõy Cd cuûa 10 loaøi phuï thuoäc vaøo 5 hoï thöïc vaät. Caùc hoï naøy leä thuoäc nhieàu hôn vaøo pH cuûa ñaát. Loaøi caûi baép Trung Quoác vaø cuû caûi traéng Nhaät Baûn coù khaû naêng chaáp nhaän vaø tích luõy Cd nhieàu nhaát trong chuùng. Ñaäu naønh vaø ñaäu daøi thuoäc loaøi legieminosae thì chöùa Cd ít hôn.

Sposito vaø Page, ñaõ öôùc tính söï laáy ñi Cd cuûa ñaát bôûi nhöõng vuï thu hoaïch muøa maøng (kg/ha/naêm) khoai taây laø 0,79, caø chua 0,22, cuû caûi 0,57, luùa mì 0,06. Nhöng quaù trình boùn Cd cho ñaát troàng troït laïi cho ta moät keát quaû môùi: maát caân baèng vôùi caùc nguyeân toá ña löôïng vaø vi löôïng trong ñaát.

Söï phaân phoái Cd trong caây troàng: Cd cuøng vôùi Mn, Zn, Bo vaø Se ñaõ ñöôïc coi laø caùc yeáu toá deã daøng di chuyeån trong caây troàng sau khi ñöôïc haáp thuï qua reã caây. MacLean ñaõ chæ ra raèng, Cd taäp trung cao trong nhöõng reã caây hôn caùc boä phaän khaùc cuûa loaøi yeán maïch, ñaäu naønh, coû, haït baép vaø caø chua; nhöng khoâng coù loaøi naøo trong soá naøy phaùt trieån ñöôïc khi tích luõyï Cd ôû reã caây.

185

Tuy nhieân, trong rau dieáp, caø roát, caây thuoác laù vaø khoai taây, Cd ñöôïc chöùa nhieàu nhaát trong laù. Trong caây ñaäu naønh, 2% Cd ñöôïc tích luõy trong laù vaø 8% ôû caùc choài.

Daïng ñaëc bieät cuûa Cd trong moâ caây thöïc phaåm laïi laø moät yeáu toá quan troïng trong vieäc quyeát ñònh söï tích luõy Cd trong cô theå con ngöôøi. Cd ñaõ ñöôïc tìm thaáy trong protein thöôøng coù trong caùc khoái u cuûa cô theå; nhöõng protein naøy cuõng coù theå tìm thaáy trong loaøi naám, ñaäu naønh, caûi baép, luùa mì vaø caùc loaøi thöïc vaät khaùc. Söï taäp trung Cd trong moâ thöïc vaät coù theå gaây ra thoâng tin di truyeàn ARN sai leäch cuûa quaàn theå.

Ngoaøi söï tieâu thuï thoâng qua reã, Cd coù theå ñöôïc haáp thuï maïnh meõ vaøo taùn laù vaø söï di chuyeån vaøo cô theå thöïc vaät. Ñieàu naøy khôûi ñaàu moät voøng sinh ñòa hoùa cuûa Cd trong chuoãi thöïc phaåm ôû nhöõng khu vöïc bò aûnh höôûng bôûi söï oâ nhieãm baàu khí quyeån.

5.2.5. Moät vaøi ñieån cöùu nhieãm ñoäc Cd

a) Vaøi oâ nhieãm Cd ñieån hình

Caùc ZnS, ZnCO3 hoaëc caùc kim loaïi phaùt quang khaùc bò noå vaø tan, taïo ra moät löôïng lôùn Cd oâ nhieãm. Toång soá Cd taäp trung ñeán 540 mg/kg trong ñaát bò oâ nhieãm bôûi nguoàn Pb-Zn, ôû phía Baéc xöù Wales. ÔÛ Montana (Myõ), Buchauer ñaõ tìm thaáy 750 mg/kg Cd trong ñaát ñaõ ñöôïc phaùt hieän xa ñeán khoaûng 40 km töø nguoàn phaùt thaûi ôû phía Baéc xöù Wales vaø ñeán 10-12 km töø moû Avonmoth gaàn Bristol (Anh), nghóa laø lan truyeàn Cd ñi raát xa.

Tröôøng hôïp ñieån hình laø vuï ngoä ñoäc Cd maø nguyeân nhaân nöôùc bò nhieãm Cd ôû Jintsu Valley, Toyama, Nhaät Baûn. Moät moû Zn- Pb ñaõ gaây ngoä ñoäc naëng nöôùc soâng vaø ñaát ruoäng ôû ñoàng baèng Jintsu Valley trong nhieàu naêm. Moät baùo caùo khaùc ñaõ ghi nhaän, trong vaø sau chieán tranh theá giôùi laàn II, khoaûng 200 phuï nöõ lôùn tuoåi, ngöôøi ñaõ sinh vaøi ñöùa con, chöùc naêng vaän ñoäng cuûa cô theå bò giaûm thieåu, suy thaän phaùt trieån vaø bò cheát ôû tuoåi 65. Ñieàu naøy (beänh "Itai Itai") coù nguyeân nhaân chuû yeáu laø ñoäc chaát Cd vaø theâm vaøo ñoù laø thieáu Ca, vitamin D vaø protein ñaõ aûnh höôûng leân baøo thai. Caû vieäc troàng luùa vaø nöôùc uoáng ôû ñòa phöông ñaõ bò nhieãm daàu coù Cd, söï coù maët trung bình cuûa Cd trong luùa cao hôn gaáp 10 laàn möùc ñoä cho pheùp cuûa ñòa phöông (0,7 mg/kg vaø 0,07 mg/kg troïng löôïng töôi) vôùi möùc Cd cao: 3,4 mg/kg Cd. Khu vöïc troàng luùa gaàn ñaây ôû 22 quoác gia

186

ñaõ ñöa ra noàng ñoä trung bình cuûa Cd laø 0,029 mg/kg, nhöng ñoái vôùi Nhaät laø 0,065 mg/kg. Trong luùc ñoù, möùc haáp thuï Cd cuûa ngöôøi daân ôû Jintsu Valley keå treân ñaõ ñöôïc xaùc ñònh chöøng khoaûng 600 μg/ngaøy, cao gaáp 10 laàn söï cho pheùp cao nhaát ôû Nhaät 95% ñaát laøm ruoäng ôû ñaây ñaõ tìm thaáy bò nhieãm Cd.

b) Caùch giaûm oâ nhieãm Cd trong caây

Ngoaøi söï giaûm pH, caùc nguoàn khoaùng voâ cô cuõng giaûm söï haáp thuï Cd cuûa moät vaøi loaïi ñaát, ñaëc bieät laø ñaát caùt (coù söï haáp thu voâ cô thaáp). Alloway ñaõ tìm thaáy söï tieâu thuï Cd qua khu vöïc reã.

– Nhöõng maûnh ñaát laøm luùa bò oâ nhieãm ôû Nhaät Baûn ñaõ ñöôïc phuïc hoài baèng caùch raûi moät lôùp 30cm ñaát khoâng bò oâ nhieãm leân treân ñaát ñaõ bò oâ nhieãm. Söï caûi thieän loaïi naøy khaù ñaét vaø khoâng thöïc teá ñoái vôùi nhöõng vuøng ñaát noâng nghieäp roäng lôùn khoâng ngaäp nöôùc.

– Giaûm haøm löôïng Cd trong ñaát baèng caùch laøm saïch acid ñeå traùnh oâ nhieãm maïch nöôùc ngaàm, nôi maø ñoàng thôøi vôùi oâ nhieãm Cd coù caû oâ nhieãm acid. Moät söï nguy hieåm ñeán soá löôïng cuûa sinh vaät trong moâi tröôøng, khi Cd di ñoäng coù theå gia taêng, maëc duø toång soá Cd ñaõ ñang ñöôïc giaûm.

– Giôùi haïn pH = 7 laøm giaûm ñoäc tính sinh hoïc saün coù laø caùch caûi thieän toát nhaát.

– Gia taêng khaû naêng tích luõy nöôùc cuûa ñaát baèng caùch theâm vaøo caùc yeáu toá voâ cô; nhöng caùch naøy ít thöïc teá.

– Cho ngaäp nöôùc maët ruoäng ñeå taïo söï giaûm suùt nhöõng ñieàu kieän thích hôïp cho nhöõng khu vöïc troàng luùa hoaëc nhöõng khu vöïc nôi ao /ñaàm laày coù theå ñöôïc phaùt sinh.

– Khoâng troàng caây löông thöïc; trong nhöõng tröôøng hôïp bò oâ nhieãm nheï, troàng nhöõng loaøi hoaëc caây troàng coù khaû naêng tích luõy Cd thaáp. Moät phöông phaùp höõu hieäu laø luaân canh vôùi caây thöùc aên cho gia suùc. Chính vì vaäy, söï tích tuï Cd trong caùc boä phaän cuûa caùc con thuù nhö thaän ñaõ bò loaïi boû. Do ñoù, noù ít gaây haïi cho ngöôøi.

5.2.6. Phaùt hieän oâ nhieãm vaø giaûm thieåu oâ nhieãm Cd

Ñoái vôùi söï hieän dieän cuûa Cd cao trong ñaát, ñaëc bieät ñaát ñaõ bò oâ nhieãm laø moät yeáu toá quan troïng trong söï tích luõy Cd trong khaåu phaàn cuûa con ngöôøi. Vieäc nhaän ra nhöõng ñaëc ñieåm cuûa taát caû caùc loaïi ñaát vôùi söï taäp

187

trung Cd cao moät caùch baát thöôøng laø ñeå coù theå quaûn lyù ñaát thích hôïp. Neân nhôù raèng trong haàu heát caùc tröôøng hôïp, caùc loaïi ñaát naøy vaãn bò oâ nhieãm khoaûng haøng traêm naêm (coù theå haøng ngaøn naêm) vaø tính sinh hoïc saün coù cuûa Cd seõ bò bieán ñoåi trong suoát thôøi gian naøy nhö laø keát quaû cuûa vieäc thay ñoåi tính chaát ñaát. Maëc duø quaù trình laøm saïch coù theå xaûy ra ôû moät vaøi tình huoáng, chuùng vaãn coù khaùc bieät ñoái vôùi phaàn lôùn ñaát noâng nghieäp.

Ñaây laø söï suy luaän hôïp lyù nhaèm muïc ñích traùnh xa hôn söï oâ nhieãm cuûa ñaát qua caùc nguyeân lieäu chöùa Cd, nhö phaân phosphate vaø buøn coáng raõnh. Phaân phosphate laø caàn thieát cho caùc phöông phaùp thaâm canh noâng nghieäp hieän ñaïi nhöng Cd trong phosphate coù theå ñöôïc xöû lyù kyõ thuaät cao, tuy ñieàu ñoù coù laøm taêng giaù thaønh. Buøn coáng raõnh laø nguoàn Cd chính vôùi löôïng Cd chöùa trong buøn ñöôïc caûi taïo töø ñaát coáng, giôùi haïn trong 3 mg/kg. Töø caùc quan ñieåm cuûa caùc nhaø nghieân cöùu caàn coù moät nhu caàu theo doõi tính sinh hoïc saün coù cuûa KLN trong ñaát buøn khoaûng vaøi thaäp nieân sau khi söû duïng ñaát buøn laøm phaân boùn.

Vaán ñeà Cd ñaët ra laø moät thöû thaùch lyù thuù, keå töø khi ngöôøi ta quan taâm ñeán baûn chaát sinh hoïc vaø taát caû moái quan taâm veà moâi tröôøng ñöôïc xöû lyù ñeå giaûm söï xuaát hieän Cd vaø tính sinh hoïc saün coù cuûa noù. Theâm vaøo ñoù, trong vieäc kieåm soaùt chaát hoùa hoïc cuûa ñaát vaø söï oâ nhieãm noù cuõng caàn chuù yù ñeán söï phaùt trieån cuûa thöïc vaät ñeå choïn löïa kieåu di truyeàn tieâu thuï ít Cd, nghieân cöùu kyõ hôn Cd trong thöïc phaåm ñöôïc tích tuï trong cô theå con ngöôøi.

5.3. SELENIUM (Se) 5.3.1. Giôùi thieäu

Nhöõng nghieân cöùu gaàn ñaây veà Se ôû moät soá nôi treân theá giôùi bao goàm mieàn Taây nöôùc Myõ, Trung Quoác vaø Australia ñaõ mang laïi keát quaû vöôït quaù söï quan taâm veà nguyeân toá naøy, trong caû ñoäc toá vaø söùc chöùa ñöïng coù giôùi haïn. Se, moät thaønh vieân nhoùm VI trong baûng heä thoáng tuaàn hoaøn (nguyeân töû soá 34) cuøng vôùi caùc nguyeân toá khaùc coù söï töông ñoàng hoùa hoïc ñaùng keå nhö löu huyønh, hôn nöõa chuùng gioáng nhau ôû caû hình daïng laãn hôïp chaát. Nhöõng keát quaû töông ñoàng ñoù coù trong moät soá moái quan heä sinh hoïc, ñieàu naøy theå hieän caû hai maët: vöøa laø vi löôïng vöøa laø ñoäc chaát cho ngöôøi vaø ñoäng vaät. Treân toaøn caàu, Se khoâng xuaát hieän ôû vaøi lôùp tích tuï roäng lôùn maø noù chæ coù ôû nhöõng nôi coù ñieàu kieän soáng khaéc nghieät. Nhöng trong thöông maïi noù goùp phaàn vaøo quaù trình taïo saûn phaåm

188

phuï trong vieäc tinh cheá kim loaïi chaát lieäu, bao goàm kim loaïi: Cu, Zn vaø Ni. Vieäc söû duïng Se ôû nhöõng nhaø maùy ñieän töû, thuûy tinh, nhöïa vaø goám söù, söû duïng trong coâng nghieäp hoùa chaát trong caùc coâng ngheä cheá bieán chaát boâi trôn. Theâm selenium sulfide vaøo trong xaø phoøng giuùp cho vieäc ñieàu trò da ñaàu khoûe maïnh; Se keát noái vôùi vitamine E trong thöùc aên coù lôïi cho söùc khoûe, döôùi daïng laø thaønh phaàn boå sung cho thöùc aên haøng ngaøy.

Trong thöïc phaåm dinh döôõng ôû ñoäng vaät, löôïng Se coù maët trong khaåu phaàn haøng ngaøy coù theå mang ñeán nhöõng phaûn öùng ñoäc haïi. Töø thöïc vaät töï nhieân, ñoäc tính cuûa Se ñaõ ñöôïc phaùt hieän ôû ñoäng vaät, maëc duø phaàn lôùn löôïng seleniferous theå hieän tính ñoäc chöa roõ. Ñoäc toá Se gaây ra nhöõng loaïi beänh kinh nieân nhö beänh thieáu chaát "kieàm" vaø "quaùng gaø". Tuy nhieân, Se ñaõ khoâng ñöa ñeán haäu quaû nghieâm troïng ôû caû loaøi ngöôøi vaø ôû traâu boø. Maët khaùc, khi löôïng Se thieáu huït trong thöùc aên ñoäng vaät, thaäm chí coù theå daãn ñeán söï hoãn loaïn ñöôïc bieát nhö laø "giaûm söùc löïc". Söï vieäc naøy coù theå laøm dòu ñi thoâng qua vieäc theâm Se keát hôïp vôùi vitamin E, vôùi löôïng nhoû thöùc aên haøng ngaøy 0,10 mg/kg, ñöôïc xem nhö ñuû ñeå ngaên chaën nhöõng chöùng beänh treân, döïa vaøo khaû naêng coù theå söû duïng cuûa vitamin E. Coøn Se theå hieän laø ñoäc chaát cho vaät nuoâi, noùi chung, khi noàng ñoä cao hôn 3 mg/kg – 4 mg/kg. Ñaây laø giôùi haïn caàn thieát. Söï haáp thuï Se ôû caây troàng vaø cheá ñoä aên haøng ngaøy cuûa ñoäng vaät vaø con ngöôøi laø moät vaán ñeà quan troïng trong nhieàu lónh vöïc khoa hoïc.

Maëc duø Se laø moät nguyeân toá quan troïng trong thöïc phaåm nuoâi döôõng ñoäng vaät nhöng coù ít baèng chöùng ñeå chöùng minh noù laø yeáu toá caàn thieát cho vieäc phaùt trieån caây troàng. Noùi chung, caây troàng moïc treân ñaát seleniferous theå hieän tính selenosis. Trong haàu heát nhöõng tröôøng hôïp ñöôïc theå hieän ra bôûi dieäp luïc cuûa laù caây vaø saéc dieän maøu hoàng cuûa reã. Söï tích luõy Se dö thöøa ñaõ theå hieän nhöõng daáu hieäu ñoäc haïi cho ñoäng vaät hôn laø cho caây troàng. Vì vaäy, Se chæ coù theå laø nguoàn goác ñoäc haïi cho ñoäng vaät. Ñaëc bieät, moät vaøi caây troàng nhö laø munroa squarrosa khoâng tích luõy vaø coù theå moïc trong ñaát coù haøm löôïng Se cao.

5.3.2. Nguoàn goác

Söï ña daïng cuûa Se treân lôùp voû traùi ñaát ñöôïc ñöa ra laø khoaûng 0,05 - 0,09mg/kg. Se coù maët trong quaëng sunlfat. Maëc duø Se phaân taùn qua nhöõng lôùp laéng tuï ñòa chaát nhöng noù vaãn ñöôïc khaùm phaù moïi nôi

189

treân traùi ñaát, vaø thoâng thöôøng, coù nhieàu trong ñaù phieán seùt maøu ñen, vôùi noàng ñoä leân ñeán 675 mg/kg Se.

Se töø trong loaïi ñaù vaø trong nhöõng maûnh vuïn carbonat. phosphate coù noàng ñoä 1 - 300 mg/kg. Sau ñoù, Se ñöôïc taïo theâm bôûi söï hieän dieän cuûa hôïp chaát höõu cô ngay luùc sinh khoái ñöôïc taïo thaønh. Khi kích thích xaûy ra vôùi söï coù maët cuûa ion sulfate, taïo keát tuûa vôùi nhöõng cô cheá vaän haønh gioáng nhau coù theå hình thaønh nhöõng selenide. Thoâng thöôøng, Se ñöôïc gaén vôùi sulfate, nôi maø noù keát hôïp chaët cheõ vaøo trong tinh theå sulfate bôûi moät quaù trình thay theá ñoàng hình khaùc chaát cuûa löu huyønh. Söï töông ñoàng veà vò trí vaø chöùc naêng hoùa hoïc cuûa hai nguyeân toá naøy, giaûi thích lyù do taïi sao Se thay theá cho S vaø khoâng xuaát hieän nhö laø khoaùng chaát Se trong lôùp tích tuï quaëng pyrite.

Nguoàn goác nguyeân thuûy cuûa Se trong töï nhieân laø söï phun traøo cuûa nuùi löûa vaø nhöõng sulfate kim loaïi gaén vôùi nhöõng hoaït ñoäng taïo ra bôûi nuùi löûa. Moät ví duï veà selendre, selenite taïo ra do hoaït ñoäng nuùi löûa vaø Se töï nhieân coù leõ ñöôïc tìm thaáy trong mieäng nuùi löûa ôû Wyoming, Myõ. Nhöõng khoaùng chaát Se khaùc nhö laø clausthalite, naumannite vaø selenide kim loaïi ñaõ ñöôïc cho laø xuaát hieän treân ñaù silic ôû vuøng thuoäc Bolivia, Canada vaø Sumatra. Söï taäp trung ñaùng keå cuûa Se gaén vôùi nhöõng loaïi nhieân lieäu khaùc nhau, keå caû than vaø daàu. Nhöõng söï keát hôïp nhö theá ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc xem xeùt söï va chaïm cuûa nhöõng saûn phaåm hoãn hôïp ñang hoaït ñoäng trong ñaát vaø nöôùc. Nguoàn goác thöù hai cuûa Se laø nhöõng söï keát hôïp sinh hoïc maø trong ñoù söï tích luõy xaûy ra.

5.3.3. Nguoàn goác oâ nhieãm Se

a) OÂ nhieãm Se cuûa ñaát noùi chung phaûn aùnh söï phong hoùa vaät lieäu goác vaø caùc ñieàu kieän khoâng khí vaø thôøi gian.

Trong moâi tröôøng töï nhieân, vieäc taäp trung cao Se trong ñaát tröôùc heát gaén vôùi nhöõng vaät chaát coù nguoàn goác nuùi löûa, quaëng sulfate ñaù phieán seùt maøu ñen, ñaù caùt vôùi carbonate. Cöôøng ñoä maïnh cuûa thôøi tieát vaø quaù trình khöû chaát hoøa tan treân nhöõng vaät lieäu goác seõ xaùc ñònh haønh vi Se cô baûn cuûa ñaát. Coù theå thaáy roõ laø Se deã daøng bò oxy hoùa trong ñieàu kieän thôøi tieát. Noù trôû neân linh ñoäng nhieàu hôn vôùi vieäc gia taêng quaù trình oxy hoùa vaø vì vaäy trong moâi tröôøng chaát kieàm khoâ caèn, Se coù maët trong ñaát haàu nhö ôû daïng selenate, daïng maø caây coù theå söû duïng ñöôïc. Trong nhöõng vuøng aåm

190

öôùt, selenite xuaát hieän vôùi öu theá troäi haún vaø döôùi nhöõng ñieàu kieän naøy, Se ít coù theå hoøa tan ñöôïc. Moät soá cuoäc khaûo saùt ñaõ xaùc ñònh söï taäp trung Se cuûa ñaát trong moät soá ñaát khaùc nhau, noù minh hoïa söï ña daïng trong söï phaân chia cuûa nguyeân toá naøy. Löôïng Se coù maët trong ñaát raát khaùc nhau, töø nhöõng löôïng raát nhoû (< 0,1 mg/kg) ñeán löôïng lôùn (leân ñeán 5000 mg/kg), gaây ra oâ nhieãm nghieâm troïng. Archer (1994), cho thaáy ôû Anh, trong lôùp ñaát 15cm coù 0,02 – 2,0 mg/kg Se, trung bình 0,5 mg/kg. ÔÛ vuøng ngaäp, Se cao hôn nhieàu.

b) Giaù trò söû duïng cuûa Se nhö laø moät hôïp chaát hoùa hoïc trong noâng nghieäp, bao goàm nhöõng lónh vöïc khaùc nhau keå caû giaù trò söû duïng cuûa noù trong vieäc kieåm soaùt nhöõng saâu haïi vaø nhö moät phaàn phuï cho böõa aên haøng ngaøy cuûa vaät nuoâi aên coû trong nhöõng vuøng thieáu Se. Gioáng nhö moät loaïi thuoác tröø saâu ñoäc haïi, Se tan raõ trong potassium ammonium sulfide ([KONH4)S]Se). Vaø vì vaäy, cho ñeán naêm 1991 Se ñaõ ñöôïc söû duïng ñeå kieåm soaùt söï xuaát hieän cuûa nhöõng sinh vaät nhoû vaø coân truøng ôû nhöõng gioáng caây cam quít, nho vaø ôû nhöõng ñoà trang trí. Moät trôû ngaïi khaùc, coù hieän töôïng Se tích luõy trong caùc sinh vaät nhoû beù, caùc sinh vaät naøy laïi soáng baùm dính vaøo coâng trình vaø vaät lieäu xaây döïng; cho neân giaù trò söû duïng cuûa vaät lieäu naøy ngaøy caøng suy giaûm. Khi choáng saâu beänh cho caây troàng, ngöôøi ta cuõng duøng nhöõng hôïp chaát chöùa Se nhö caùc muoái selenate. Giaù trò söû duïng chính cuûa Se trong noâng nghieäp thì khoâng coøn nghi ngôø gì nöõa, noù nhö laø moät thaønh phaàn vi löôïng boå sung cho thöùc aên haøng ngaøy cuûa ñoäng vaät ñeå traùnh nhöõng vaán ñeà gaén lieàn vôùi söï thieáu huït Se.

c) Nguoàn oâ nhieãm nhaân taïo chính cuûa Se trong khoâng khí: töø söï ñoát chaùy than (ôû nhöõng caây troàng) cung caáp naêng löôïng ñieän vaø trong coâng nghieäp, thöông maïi vaø trong vieäc söû duïng löûa ôû nhöõng nôi cö truù. Nriagu vaø Lacyna ñaõ ñöa ra moät öôùc tính veà löôïng phaùt thaûi Se toái ña treân toaøn theá giôùi: 5,780. 103kg trong suoát naêm 1983, 2,755. 103kg coù nguoàn goác töø vieäc ñoát chaùy than. Moät taøi nguyeân ñaùng chuù yù khaùc cuûa Se trong khí quyeån keå caû vieäc ñoát chaùy daàu (827.103 kg/gr) vaø laøm giaûm bôùt Se trong suoát quaù trình pyrometallurgical thuoäc veà coâng nghieäp nhö laø Cu – Ni tinh cheá (1,280.103kg/gr). Moät tyû leä Se phaùt ra toaøn caàu töø nhöõng taøi nguyeân thieân nhieân gaàn ñaây ñöôïc öôùc tính töø khoaûng 60% - 80% toång soá Se phaùt ra töø nguoàn goác sinh hoïc bieån. Baûng kieåm keâ cuûa Nriagu vaø Lacyna ñeà nghò roõ raøng raèng, ñaát cuõng nhaän nhöõng löôïng lôùn Se töø söï ña

191

daïng roäng lôùn cuûa nhöõng chaát thaûi coâng nghieäp, hai nguoàn chính laø söï loaïi boû cuûa phaàn tro taøn coøn laïi töø vieäc ñoát than vaø söï laõng phí noùi chung cuûa nhöõng saûn phaåm thöông maïi ñaát.

d) Töø nguoàn nöôùc thaûi coáng raõnh thaønh phoá

Coù ít thoâng tin lieân quan ñeán söï taäp trung Se trong buøn vaø nöôùc thaûi coáng raõnh – ñaát ñöôïc caûi taïo ôû Myõ. Moät nghieân cöùu veà buøn coáng raõnh töø 16 vuøng ñaõ cho raèng haøm löôïng Se trong khoaûng töø 1,7-8,7 mg/kg. Moät öôùc löôïng coù giôùi haïn cuûa nguoàn nöôùc thaûi töø vuøng Los Angeles lôùn hôn theå hieän moät daõy giaù trò töø 2 - 6 mg/kg Se, trong khi moät giaù trò trung bình laø 1,1 mg/kg Se ñöôïc xaùc ñònh cho nguoàn nöôùc thaûi sinh ra cuûa 40 thaønh phoá. Se ñöôïc taùch ra töø nöôùc thaûi ôû caùc ñoâ thò thuoäc giai ñoaïn ñaàu vaø noù ñöôïc taäp trung vaøo buøn coáng raõnh. Trong ñoù, chöùa ñöïng ít nhaát 0,2% Se coù nguoàn goác nöôùc thaûi töø nhaø maùy coâng nghieäp.

So vôùi nhöõng kim loaïi khaùc, noàng ñoä Se cuûa haàu heát buøn coáng raõnh ñeàu thaáp. Logan ñaõ khaûo saùt söï töông taùc cuûa Se trong ñaát ñöôïc caûi taïo vôùi buøn coáng raõnh treân luùa maïch, cuû caûi ñöôøng Thuïy Syõ vaø caây cuû caûi. Veà khaû naêng di chuyeån theo chieàu saâu, taùc giaû ñaõ cho raèng, haàu heát laø chuùng bò giöõ laïi treân lôùp ñaát maët, chæ 13% - 25% löôïng nöôùc thaûi coù chöùa Se thaám xuoáng saâu töø 0 - 15cm. Khoâng tìm thaáy Se ôû ñoä saâu 150cm. Ñieàu naøy chöùng toû khaû naêng di chuyeån theo chieàu saâu cuûa Se thaáp hôn nhieàu so vôùi nhöõng nguyeân toá khaùc nhö laø Cd, Zn, Ni vaø Lb. Nhieàu taùc giaû keát luaän raèng, vieäc maát Se hoaëc laø do söï khöû chaát hoøa tan hoaëc laø do söï bieán thaønh hôi. Söï haáp thuï Se cuûa caây troàng cuõng thaáp, vôùi ít baèng chöùng cho thaáy söï lieân quan giöõa vieäc öùng duïng vaø tích luõy Se vôùi caây troàng.

5.3.4. Hoaït tính ñoäc chaát Se

5.3.4.1. Hoaït tính voâ cô

Nhöõng möùc oxy hoùa cuûa Se laø II, III, IV vaø VI, taát caû chuùng ñöôïc tìm thaáy trong moâi tröôøng döôùi nhöõng ñieàu kieän khaùc nhau. Tröôùc khi xem xeùt söï taùc ñoäng qua laïi phöùc taïp cuûa nhöõng thaønh phaàn ña daïng naøy, chuùng ta phaûi xem xeùt söï hoaït ñoäng cuûa Se döôùi ñieàu kieän hoùa hoïc ñôn giaûn. Se (IV) coù theå toàn taïi ôû daïng hoaëc laø selenite (SeO3

2-) hoaëc biselenite (HSeO3

-). Hai daïng naøy toàn taïi tuøy thuoäc vaøo ñoä pH coøn selenate (Se[VI]) thì toàn taïi ôû nhöõng theå oxygenared, gioáng nhö nöôùc cuûa Se vaø laø nguyeân nhaân tröôùc tieân taïo phaûn öùng cuûa nguyeân toá naøy vôùi caùc

192

nguyeân toá khaùc trong ñaát. So saùnh vôùi löu huyønh, Se laø nguyeân toá oxy hoùa - khöû vaø ñöôïc thaønh laäp chaéc chaén hôn. Nhöõng oxyanion selenite coù theå ñöôïc xem laø redox vaø ñöôïc thaønh laäp chaéc chaén qua selenate. Ngöôïc laïi, sulphate thì ñöôïc xem laø saûn phaåm thöù sinh cuûa daïng sulfur. Thaät thuù vò khi xem xeùt nhöõng phaàn lieân heä cuûa nhöõng ñoâi redox Se, SeO4

2- /SeO3

2- vaø SeO32- / Se0 ñöôïc so saùnh vôùi nhöõng oxy hoùa – khöû khaùc maø

thoâng thöôøng tìm thaáy trong nhöõng heä thoáng coù nöôùc vaø trong ñaát. Döôùi nhöõng ñieàu kieän gioáng nhö moät heä thoáng kheùp kín, trong ñoù chöùa nhieàu hôïp chaát höõu cô, quaù trình phaân giaûi vaät chaát höõu cô ñöôïc tieán haønh: ñaàu tieân, löôïng O2 giaûm xuoáng, sau ñoù laø MnO2 giaûm, roài ñeán NO3 vaø cuoái cuøng laø FeOOH. Neáu ñieän theá oxy hoùa – khöû vöøa ñuû, söï giaûm bôùt SO4

2-, söï bieán ñoåi CH2 vaø söï hình thaønh NH4

+ seõ xaûy ra. Söï giaûm bôùt SeO32- ñeán

Se0 seõ xaûy ra ñoàng thôøi vôùi MnO2 tôùi Mn2+ (∼ 0,4V) vaø söï giaûm bôùt SeO3

2- ñeán Se0 seõ xaûy ra xung quanh 0,2V tröôùc quaù trình FeOOH bieán ñoåi ñeå taïo ra Fe2+. Trong ñaát, söï taäp trung nhöõng hoãn hôïp nhö laø NO3

-, MnO2 vaø SO4

2- thöôøng thaáy ôû möùc cao hôn nguyeân toá nhoû nhö Se; veà lyù do naøy, söï giaûm xuoáng cuûa hoãn hôïp Se thöôøng ñöôïc ñieàu khieån bôûi nhöõng traïng thaùi ôû nhöõng ñoâi redox khaùc.

Baøn veà baûn chaát töï nhieân cuûa söï haáp thuï phuï thuoäc vaät lyù vaø hoùa hoïc, nhöõng nghieân cöùu ñaõ chæ ra raèng, söï keát hôïp dung dòch coù leõ laø moät xem xeùt quan troïng vôùi söï quan taâm vaøo nhöõng cô cheá vaän haønh cuûa söï haáp thuï khaùc bieät. Nhöõng thay ñoåi ñieän tích cuûa phaàn töû mang ñieän coù theå aûnh höôûng moät caùch giaùn tieáp ñeán söï phaân phoái chung treân beà maët chaát loûng vaø maøng thuûy hoùa cuûa chuùng. Töø ñoù, taïo neân söï thay ñoåi aùp löïc haáp phuï caùc anion treân beà maët haït keo ñaát. Tuy nhieân, nhöõng nghieân cöùu vaø kinh nghieäm cuûa moät soá nhaø nghieân cöùu ñaõ chæ ra raèng, söï khaùc nhau cuûa aùi löïc caùc phaân töû mang ñieän töû ñaõ coù moät ít aûnh höôûng ñeán phaïm vi haáp phuï cuûa selenite, trong khi söï haáp thuï naøy coù nhöõng yù nghóa khaùc nhau. Nhöõng thay ñoåi trong hoaït tính cuûa phaân töû mang ñieän töû coù theå ñöôïc xem xeùt moät caùch chính xaùc nhö laø moät söï gia taêng (hoaëc giaûm) trong söï taäp trung cuûa nhöõng anion caïnh tranh nhau. Trong tröôøng hôïp chaát chloride, söï caïnh tranh naøy raát mong manh nhöng vaãn coù theå xaûy ra, tuy nhieân khoâng maïnh nhö phosphate vaø sulfate. Chuùng ñöôïc xem xeùt nhö nhöõng vaät chaát caïnh tranh vôùi caû selenite vaø selenate trong heä moâi tröôøng nöôùc hoaëc keo. Moät söï tích luõy döõ lieäu töø nhöõng nguoàn khaùc nhau

193

gôïi ra moái quan heä tieáp noái sau ñoù cho nhöõng hieåu bieát veà söï haáp thuï anion trong ñaát vaø trong nhöõng vaät chaát nhoû beù, theo baát ñaúng thöùc sau:.

Phosphate > arsenate ≥ selenite ≥ silicate >> sulfate ≥ selenate > nitrate > chloride.

Moät ví duï veà moái lieân heä hoaït ñoäng cuûa boán ion naøy: selenate (0,74 mg SO4

2- /l), selenite (0,24 mg SO32-/l), sulfate (96 g SO4

2-/l) vaø chloride (1,7 g/l) ñaõ ñöôïc laøm caân baèng vôùi ñaát phuø sa ranhill ôû California, Myõ, vaø löôïng ñöôïc haáp thuï ñaõ theå hieän nhö moät tyû leä phaàn traêm cuûa söï taäp trung anion ban ñaàu.

Nhöõng nghieân cöùu veà tính beàn cuûa selenate, selenite vaø selenide phöùc taïp ñaõ chæ ra raèng MnSeO4

0, NiSeO40, NaHSeO3

0, KHSe0 vaø NH4HSe0 xuaát hieän ñeå moät phaàn laøm taêng ñoä hoøa tan Se trong ñaát troàng troït bình thöôøng, döïa vaøo nhöõng ñieàu kieän oxy hoùa khöû (redox). Döôùi nhöõng ñieàu kieän, trong moâi tröôøng coù heä thoáng oxy hoùa khöû ñoàng thôøi xuaát hieän thì SeO4

2-, döôøng nhö trôû thaønh nhaân toá ñoùng goùp chính moâi tröôøng coù pH lôùn hôn hoaëc baèng 2. Trong nhöõng heä thoáng redox oân hoøa, caû SeO3

2- vaø HSeO3- laø nhöõng ñoùng goùp coù yù nghóa ñeå hoøa tan Se vôùi hai

selenite maïnh hôn, beân döôùi ñoä pH: 7,3. Döôùi nhöõng ñieàu kieän trong nhöõng vuøng ñaát ngaäp nöôùc, Se coù khaû naêng hoøa tan maïng hôn nhö laø HSe- ôû ñoä pH > 3,8 vaø H2Se0 < pH 3,8.

5.3.4.2. Hoaït tính ion höõu cô

Coù ít söï hình thaønh höõu duïng veà hoaït ñoäng cuûa hoãn hôïp Se höõu cô trong ñaát. Moät löôïng döõ lieäu quan troïng lieân quan ñeán hoùa tính cuûa Se höõu cô ñöôïc tích luõy vôùi söï löu yù raèng, gaàn ñaây noù xuaát hieän döôùi daïng selenocarbohydrate, selenoaminoacids, selenopeptide vaø daïng Se khaùc daïng cô kim. Tuy nhieân, hoãn hôïp tìm thaáy trong heä thoáng ñaát ñai thì thöôøng khoâng xaùc ñònh nhöõng saûn phaåm ñöôïc saûn sinh ra töø nhöõng hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät hoaëc laø töø nhöõng phaûn öùng tröïc tieáp vôùi nhöõng chaát höõu cô nhö laø acid humic vaø acid fulvic. Dimethy (selenide thaønh vieân cuûa nhoùm lôùn nhaát cuûa hoãn hôïp Se höõu cô khoâng xaùc ñònh organoselenide (Se[II])), laø moät trong nhöõng hoãn hôïp Se höõu cô quan troïng thuoäc veà moâi tröôøng vaø ñôn giaûn nhaát trong ñaát. Söï xuaát hieän cuûa hoãn hôïp naøy noùi chung gaén vôùi methylation coù quan heä vôùi moät soá vi khuaån vaø hôïp chaát Se voâ cô, taïo ra söï phaùt sinh cuûa moät hôïp chaát höõu cô deã bay hôi, maø sau ñoù, coù leõ bieán maát trong khoâng khí töø maët ñaát vaø maët nöôùc. Toùm laïi,

194

nhöõng loaïi hoùa chaát maø trong ñoù Se nhieàu hôn seõ xaùc ñònh hoaït ñoäng cuûa hôïp chaát chöùa ñöïng noù. Hoùa tính vaø söï chuyeån ñoäng cuûa nhöõng oxyanion höõu cô, selenate vaø selenite coù taàm quan troïng khaùc nhau vaø ñieàu naøy laøm ta chuù yù ñeán taàm quan troïng cuûa vieäc xaùc ñònh sinh vaät chieám öu theá trong heä thoáng ñeå xaùc minh söï tieàm taøng cuûa noù trong moâi tröôøng. Ngaøy nay, raát nhieàu hôïp chaát daïng cô kim cuûa Se vaø tính ñoäc cuõng nhö lôïi ích cuûa noù vaãn chöa ñöôïc xaùc ñònh cuï theå. Ñieàu ñoù gaây trôû ngaïi lôùn cho saûn xuaát. Vì vaäy, caàn phaûi coù nhieàu noã löïc hôn veà nghieân cöùu nhöõng hôïp chaát naøy vaø nhöõng taùc ñoäng qua laïi cuûa chuùng, ñeå taäp trung cho nghieân cöùu töông lai.

5.3.4.3. Söï haáp thuï Se

Söï haáp thuï cuûa nhöõng ion treân beà maët chaát loûng coù theå bò laøm yeáu ñi do taùc ñoäng cuûa moâi tröôøng ñaát. Söï khaùc nhau trong hoaït ñoäng giöõa selenite vaø selenate coù leõ ñöôïc khaúng ñònh bôûi söï so saùnh ñaëc tính haáp phuï cuûa chuùng. Haàu heát nhöõng nhaø nghieân cöùu ñoàng yù raèng, selenite ñöôïc haáp phuï vôùi moät phaïm vi lôùn hôn laø selenate vaø söï khaùc nhau naøy döôøng nhö tuøy thuoäc vaøo nhöõng cô cheá vaän haønh phöùc taïp.

Ngöôøi ta xaùc minh moät caùch roäng raõi laø selenite ñöôïc haáp thuï treân beà maët chaát loûng bôûi moät cô cheá hoaït ñoäng ñöôïc bieát nhö laø söï trao ñoåi ligand. Söï trao ñoåi nhö theá thöôøng lieân quan moät nhoùm hydroxyl ôû treân beà maët haït keo seùt hoaëc treân beà maët tieáp xuùc cuûa caùc oxide – hydroxide kim loaïi. Ngöôøi ta nghó raèng, söï hoaït ñoäng cuûa söï haáp phuï ñaëc bieät naøy gioáng nhö nhöõng ion phosphate vaø arsenate vaø nhö theá thì noù seõ phuï thuoäc nhieàu vaøo ñoä pH. Ñaëc bieät, khi coù söï hieän dieän cuûa nhöõng ion hydrogen seõ aûnh höôûng ñeán khaû naêng thu huùt ion giöõa chuùng. Nhö moät heä quaû, löôïng selenite, hay thaät ra moät vaøi anion ñöôïc haáp phuï bôûi treân beà maët chaát loûng, seõ giaûm xuoáng töông töï nhö trong moät söï suy giaûm lieân keát giöõa selenate vaø sulphate maø haàu nhö söï suy giaûm naøy khoâng theå nhaän bieát ñöôïc trong hoaït ñoäng cuûa chuùng.

5.3.4.4. Nhöõng bieán ñoåi sinh hoïc cuûa Se

Trong moâi tröôøng ñaát, nhöõng bieán ñoåi cuûa Se caøng lôùn caøng caàn söï tham gia cuûa nhöõng vi khuaån trung gian. Nhöõng söï bieán ñoåi naøy coù leõ taïo ñieàu kieän hoaëc moät hoaëc nhieàu hôn ba quaù trình sau: söï oxy hoùa vaø söï hao huït; söï coá ñònh, söï khoaùng hoùa vaø methyl hoùa. Nhöõng vi sinh vaät nhö

195

laø thiobacillus ferroxidans vaø bacillusmegaterium ñaõ ñöôïc nhaän daïng, xaùc ñònh moät caùch deã daøng nhö laø quaù trình oxy hoùa cuûa CuSe vaø nguyeân toá Se moät caùch rieâng leû. Nhieàu nhaø nghieân cöùu khaùc ñaõ baùo caùo nhöõng hoaït ñoäng cuûa vi khuaån trong quaù trình oxy hoùa cuûa Se ñeán selenite.

Ñoä ñoäc Se taêng leân theo quaù trình oxy hoùa cuûa Se, ñaõ khieán nhöõng nhaø nghieân cöùu taäp trung quan taâm vaøo quaù trình giaûm bôùt soá löôïng vaø loaøi vi khuaån. Maët khaùc, ngöôøi ta nghieân cöùu söï keát hôïp chaët cheõ cuûa Se vôùi hôïp chaát höõu cô hoaëc trong theå nguyeân toá cuûa noù.

Nhieàu naám, vi khuaån vaø actinnomycete xuaát hieän ôû trong ñaát coù khaû naêng laøm chuyeån ñoåi muoái voâ cô cuûa Se hoaëc thaønh nhöõng hình thaùi nguyeân toá khaùc maø noù xuaát hieän nhö laø chaát laéng tuï maøu ñoû trong H2O, hoaëc thaønh caû hôïp chaát höõu cô khoù vaø deã bay hôi trong moät thôøi gian töông taùc ngaén. Döôùi nhöõng ñieàu kieän yeám khí, dieãn ra quaù trình chuyeån hoùa cuûa hydrogen selenide (H2Se) töø ñaát ñöa ra, söï hình thaønh cuûa kim loaïi selenide hoaëc nguyeân toá Se seõ ñöôïc xuaát hieän trong nhöõng vuøng chöùa goác O2

-.

Söï tích luõy cuûa Se ôû caây troàng, ñoäng vaät hoaëc vi sinh vaät lieân quan ñeán söï hình thaønh cuûa nhieàu hôïp chaát höõu cô bao goàm amino acid, protein, hôïp chaát selen vaø selenide. Söï töông ñoàng hoùa hoïc giöõa Se vaø löu huyønh taïo haäu quaû trong vieäc saûn xuaát nhieàu hôïp chaát gioáng nhau ñeå saûn xuaát ra löu huyønh. Ví duï, söï keát hôïp cuûa selenomethionine töø selenite bôûi escherichia coli vaø candida albicans coù leõ xaûy ra xuyeân suoát quaù trình röûa troâi maø löu huyønh laïi ñöôïc keát hôïp chaët vaøo amino acid. Moät caùch töông töï, söï trao ñoåi chaát cuûa hôïp chaát höõu cô Se ñöôïc xem nhö laø nhöõng phaûn öùng thöù sinh cuûa hôïp chaát löu huyønh. Tích luõy Se ôû caây troàng seõ ñöôïc thaûo luaän trong phaàn sau cuûa chöông naøy.

Moät trong nhöõng taùc ñoäng quan troïng cuûa söï ñieàu chænh sinh hoïc veà Se trong ñaát laø söï ñoåi daïng cuûa noù thaønh nhöõng theå höõu cô deã bay hôi. Nhöõng hôïp chaát höõu cô deã bay hôi phaùt trieån trong ñaát bao goàm dimethyldiselenide (DMOSe) CH3SeSeCH3 vaø dimethyl selenone CH3SeO2CH3 vaø nhöõng hôïp chaát naøy ñöôïc xem nhö laø quaù trình taêng tröôûng maïnh do naám vaø vi khuaån trong ñaát. Vieäc theâm nguoàn carbon vaøo ñeå laøm cho tyû leä bay hôi cao deã daøng bôûi soá löôïng vi khuaån naøy ñaõ laøm taêng söï chuù yù trong nhöõng naêm gaàn ñaây. Söï chuyeån daïng cuûa ñoäc toá selenate töø daïng tieàm naêng thaønh daïng coù khaû naêng söû duïng ñöôïc coù leõ laø moät phöông

196

phaùp quan troïng ñeå kieåm soaùt söï chuyeån ñoäng vaø ñoäc toá Se trong ñaát, chaát keo trong traùi caây vaø nhöõng protein khaùc keå caû loøng traéng cuûa tröùng ñeå laøm taêng söï bieán thaønh hôi cuûa Se trong cô theå sinh vaät, trong ñaát vaø trong nöôùc. Trong ñaát, Karlson vaø Frankenberger ñaõ xaùc ñònh naám aremonium falciforme, penicillium citrinum vaø ulocladium tuberculatum tham gia vaøo hoaït ñoäng chuyeån ñoåi töø daïng naøy sang daïng khaùc cuûa caû selenite vaø selenate. Tyû leä bay hôi cuûa hôïp chaát Se ñöôïc taêng leân thoâng qua vieäc theâm nguoàn cacbon vaøo nhö laø moät chaát keo trong traùi caây. Nhöõng tìm hieåu gioáng nhau veà söï bieán thaønh hôi cuûa Se trong nöôùc seleniferous ñöôïc ñöa ra bôûi Frankenberger vaø Thompson. Tuy nhieân, maëc duø ñaõ coù nhöõng nghieân cöùu veà naám vaø vi khuaån nhöng vaãn chöa theå xaùc ñònh vai troø cuûa chuùng trong söï hoùa hôi cuûa Se.

5.3.4.5. Se trong nöôùc Se coù maët trong moâi tröôøng nöôùc phuï thuoäc moät soá nhaân toá, bao

goàm, ñoä saâu cuûa möïc nöôùc vaø loaïi nguyeân lieäu maø thoâng qua noù Se ñöôïc sinh ra. Trong nhöõng vuøng nöôùc caïn nhieàu nhö laø ôû thung luõng San Joaquin, California (Myõ), vieäc laøm giaøu nguoàn Se ñöôïc xem nhö laø moät keát quaû cuûa söï boác hôi nöôùc. Trong nöôùc, Se ñöôïc tìm thaáy nhieàu nhö laø selenate, ôû noàng ñoä giöõa < 1 mg/l vaø 3.800 μg/l do nhöõng ñieàu kieän coù chaát kieàm orcie. Trong khoaûng noàng ñoä naøy, Se haàu heát ôû daïng di ñoäng. Coù leõ vì vaäy maø noù deã daøng ñöôïc vaän chuyeån trong nöôùc. Coù moät nhaän ñònh nhöng khoâng chaéc chaén laém laø möïc nöôùc saâu hôn, vôùi phaàn neàn laø ñaát acid, seõ chöùa nhieàu Se hôn. Trong ñieàu kieän coù maët nhieàu kim loaïi kieàm, ñoä linh ñoäng cuûa Se, bò giaûm thieåu, gioáng nhö theå cuûa moät sinh vaät baát ñoäng ñöôïc chuyeån ñoåi traïng thaùi.

5.3.4.6. Hình thaùi töông phaûn trong nöôùc bieån vaø trong traàm tích Noàng ñoä cao Se trong nöôùc ñaïi döông seõ daãn ñeán söï nguy hieåm. Noù

khoâng phaûi chæ laø söï haáp thuï hay söï keát tuûa hoùa hoïc ñôn thuaàn maø noù coù lieân quan ñeán caùc cô cheá vaän haønh quaù trình taïo ra hydrous oxide, chaát höõu cô vaø FeS2. Ñieàu ñoù cho thaáy, nhöõng chaát caën trong bieån thöôøng ñöôïc laøm giaøu Se cuûa caû nguoàn goác sinh hoïc vaø khoaùng vaät. Keát quaû laø sau ñoù, töø cô theå sinh vaät bò phaân huûy Se trong suoát ñôøi soáng cuûa chuùng, noàng ñoä Se ngaøy caøng cao hôn.

Söï phaân phoái Se trong nöôùc bieån taêng theo ñoä saâu. Selenate ôû beà maët nöôùc (∼ 20 μg/l), caøng xuoáng saâu noù caøng taêng. Ñieàu naøy nhaän bieát

197

qua söï giaûm oâxy. Se xuaát hieän trong traàm tích khoâng theo qui luaät nhö trong moâi tröôøng nöôùc. Tuy nhieân, caû quaù trình oxy hoùa cuûa selenite ñeán selenate vaø söï phaûn öùng ngöôïc laïi cuõng ñöôïc nhaéc ñeán caû quaù trình oxy hoùa vaø quaù trình chuyeån ñoåi traïng thaùi trong nöôùc xaûy ra ôû nhöõng hoà ôû Canada ñaõ ñöôïc qui vaøo hoaëc laø quaù trình sinh hoïc hoaëc laø söï coù maët cuûa hôïp chaát höõu cô. Tieáp theo ñoù, sesquioxide cuõng ñoùng moät vai troø quan troïng trong söï tích luõy selenite bôûi nhöõng traàm tích naøy .

5.3.5. Ñoäc chaát Se vôùi caây troàng

Söï haáp thuï vaø kích thích Se trong caây troàng coù leõ bò aûnh höôûng bôûi moät soá nhaân toá moâi tröôøng. Ñieàu quan troïng nhaát laø noàng ñoä vaø hình thöùc maø Se xuaát hieän trong ñaát. Nhöõng ñieàu kieän khaùc goùp phaàn thay ñoåi noàng ñoä Se ôû caây troàng laø pH, caùc daïng hình khoaùng vaät ñaát vaø daïng, loaïi caây troàng. Chuùng coù theå lieân keát vôùi nhau naâng cao hoaëc giaûm haøm löôïng ñoäc toá Se töø ñaát leân caây troàng.

Caû trong tröôøng hôïp coù söï töông quan nghòch giöõa haøm löôïng seùt vaø söï haáp thuï Se ôû caây troàng ñaõ ñöôïc nghieân cöùu vaø keát quaû laø ôû ñaát seùt söï haáp thuï selenate nhieàu gaáp 10 laàn haáp thuï selenite. Ngöôøi ta cuõng cho raèng, giöõa söï haáp thuï selenat vaø selenite coù söï ñoái khaùng. Maët khaùc, haït keo seùt söï taùc ñoäng qua laïi giöõa Se vaø hôïp chaát höõu cô chöa ñöôïc nghieân cöùu kyõ, maëc duø nhöõng aûnh höôûng cuûa noù treân khaû naêng söû duïng Se ñaõ ñöôïc xaùc ñònh. Moät soá nghieân cöùu ñaõ chæ ra, khaû naêng söû duïng Se giaûm ñi nhö laø moät keát quaû cuûa vieäc boùn theâm höõu cô cho ñaát. Trong khi ñoù, Davies vaø Watkinson (1998) ñaõ baùo caùo nhöõng aûnh höôûng ngöôïc laïi khi hoï quan saùt söï haáp phuï cuûa selenite ñöôïc theâm vaøo töø ñaát than buøn. Söï phöùc taïp cuûa vaán ñeà coù leõ xaûy ra treân beà maët tieáp xuùc bao quanh hôïp chaát organoselenium trong ñaát, laøm ta khoù giaûi thích cô cheá hieän töôïng.

Ñaõ coù nhöõng cuoäc thaûo luaän tröôùc kia veà söï haáp phuï coù lieân quan ñeán söï haáp phuï Se ôû ñaát bò aûnh höôûng bôûi söï coù maët cuûa nhöõng cation vaø anion khaùc. Nhöõng anion nhö phosphate seõ deã daøng ñoåi choã cho nhöõng ion selenate ôû beà maët vaø caïnh tranh vôùi selenite beân döôùi lôùp ñaát moûng phöùc taïp treân maët ñaát. Maët khaùc, sulfate khoâng aûnh höôûng ñeán söï haáp thuï selenite, nhöng seõ caïnh tranh vôùi selenate. Beân caïnh ñoù, söï coù maët cuûa nhöõng anion trong ñaát seõ aûnh höôûng ñeán khaû naêng haáp phuï cuûa Se trong ñaát vaø töøng loaïi caây troàng. Söï taùc ñoäng qua laïi giöõa Se vaø phosphate trong ñaát ñaõ ñöôïc nhìn nhaän bôûi aûnh höôûng söï kích thích Se leân caây troàng.

198

Vieäc gia taêng khaû naêng öùng duïng P vaøo ñaát ñaõ mang laïi keát quaû laø laøm taêng söï haáp thuï Se ôû loaøi caây coù laù 3 thuøy. Trong khi ñoù, söï gia taêng löôïng selenite trong ñaát daãn ñeán löôïng P ôû caây troàng cuõng taêng leân.

Söï taùc ñoäng qua laïi giöõa Se vaø sulfate trong ñaát trong caây ñöôïc ñeà caäp nhieàu. Moät vaøi nghieân cöùu ñaõ chæ ra raèng, sulfate coù aûnh höôûng veà vieäc haáp thuï selenate lôùn hôn selenite ôû caây troàng. Noùi chung, vieäc gia taêng söï taäp trung cuûa sulfate trong ñaát mang ñeán keát quaû laøm giaûm söï tích luõy Se trong caây troàng. Se ñöôïc tích luõy ít trong nhöõng moâ coù theå aên ñöôïc cuûa coû linh laêng, caây luùa maïch, caây cuû caûi ñöôøng hôn laø trong nhöõng phaàn khoâng theå aên ñöôïc. Mikkelsen (1982) ñaõ ñieàu tra söï aûnh höôûng cuûa caû ñoä pH vaø quaù trình oxy hoùa Se trong söï haáp thuï Se ôû loaøi coû linh laêng moïc ôû nôi coù chöùa dung dòch dinh döôõng bao goàm 0-30 mgSe/l goàm caû selenate hay selenite. Söï taäp trung trong moâ caây cuûa Se vaø söï phaùt trieån choài non ñaõ aûnh höôûng ñeán quaù trình oxy hoùa Se.

Caây troàng haáp thuï Se ôû caû hình thöùc höõu cô vaø voâ cô. Vieäc haáp thuï selenite vaø selenate vaøo trong reã caây khoâng ñoàng haønh vôùi nhau. Selenate ñöôïc haáp thuï nhö laø moät quaù trình ñoøi hoûi coù naêng löôïng, trong khi ñoù, quaù trình haáp thuï selenite thì khoâng. Nhöõng reã caây ngaäp chìm trong dung dòch chöùa selenite khoâng kích thích Se ñeán taäp trung lôùn hôn taïi vuøng xung quanh reã. Ngöôïc laïi, selenate coù theå kích thích hoaït ñoäng taïo neân söï taäp trung quanh reã vöôït xa noàng ñoä trong reã caây. Ngöôøi ta tin raèng, söï haáp thuï selenate vaøo trong reã caây theo cuøng ñöôøng vaän chuyeån nhö laø sulfate.

Coù söï chuyeån ñoåi cuûa selenite vaø selenate ñeán nhöõng maàm non cuûa caây. Selenate di chuyeån ôû trong caây vaø coù leõ tieán ñeán noàng ñoä nhieàu laàn quaù giôùi haïn cuûa selenite beân ngoaøi dung dòch. Maët khaùc, selenite chuyeån ñoåi traïng thaùi moät caùch nhanh choùng sang selenate vaø hoãn hôïp chaát höõu cô Se. Vieäc chuyeån ñoåi selenate vaøo trong hôïp chaát höõu cô dieãn ra ôû laù caây.

Hoãn hôïp ñaàu tieân ñöôïc hình thaønh bao goàm nhöõng Se gioáng nhau cuûa amino acid maø coù leõ keát hôïp chaët cheõ trong protein thöïc vaät ôû moät soá caây troàng vaø taïo ra nhöõng ñoäc toá. Tích luõy Se ôû caây troàng ñaõ phaùt trieån moät cô cheá vaän haønh traùnh ñöôïc hoãn hôïp chöùa Se trong caùc protein; vaø vì vaäy, coù theå traùnh ñöôïc vieäc gia taêng phytotoxycity Se.

199

Löôïng Se tích luõy ôû nhöõng caây troàng khaùc nhau thì raát khaùc nhau. Nhöõng loaøi thöïc vaät astralagus conopsis, stanleya vaø xylorhiza coù chöùa ñöïng löôïng lôùn Se trong caùc moâ cuûa chuùng (103 – 104 mg Se/kg troïng löôïng khoâ) trong theå hôïp chaát höõu cô. Nhöõng loaïi caây naøy khoâng ñöôïc duøng cho chaên nuoâi. Nhöõng caây troàng tích luõy löôïng Se ít hôn, thöôøng chæ moät vaøi traêm mg/kg, thì döïa vaøo khaû naêng söû duïng Se trong ñaát. Noùi chung, Se hieän dieän ôû daïng selenate vaø hoãn hôïp Se höõu cô caây. Caùc loaøi naøy bao goàm astet, atriplex, mentizelia vaø sideranthus. Söï tieâu thuï nhöõng loaïi caây naøy bôûi vaät nuoâi coù leõ laøm gia taêng beänh selenosic caáp tính vaø maõn tính. Noùi chung, ôû haàu heát caây coái, caùc loaïi haït vaø coû töï nhieân thì khoâng kích thích söï taäp trung Se cao. Moät soá cuoäc khaûo saùt veà söï tích luõy Se ôû moät soá loaïi thöïc vaät chæ ra raèng, maëc duø coù nhieàu söï khaùc nhau veà tieàm naêng cuûa nhöõng loaøi thöïc vaät khaùc nhau veà khaû naêng tích luõy Se, nhöng taát caû caùc caây vaø nhöõng phaàn cuûa noù coù theå tích luõy Se khi chuùng moïc trong ñaát vaø trong nöôùc oâ nhieãm Se. Söï tieâu thuï cuûa nhöõng loaøi caây naøy coù theå gaây ra nhöõng ñoäc toá trong thöïc phaåm cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät. Moät ghi chuù cuoái cuøng lieân quan ñeán Se trong moái quan heä giöõa ñaát vaø caây troàng laø veà söï haáp thuï hoãn hôïp deã bay hôi Se ôû caây troàng. Coù taùc giaû cho raèng, dimethylselenide coù leõ ñöôïc haáp thuï nhanh choùng qua nhöõng laù caø chua, laù caây cuû caûi vaø caây luùa maïch. Trong khi, söï bay hôi tröïc tieáp ra khoâng khí noùi chung ít hôn nhieàu (< 8 μg Se/m3).

5.3.6. OÂ nhieãm Se ñieån hình a) ÔÛ California

Moät trong nhöõng söï kieän noåi baät gaàn ñaây laø vaán ñeà oâ nhieãm Se xaûy ra ôû thung luõng San Joaquin, California, (Myõ). Khu vöïc bò aûnh höôûng laø moät trong nhöõng vuøng chuû yeáu laø saûn xuaát noâng nghieäp vaø nhö theá laø ñaõ loâi cuoán nhieàu söï quan taâm veà aûnh höôûng moâi tröôøng vaø söï khôûi xöôùng cuûa keá hoaïch laøm saïch.

Thung luõng naøy daøi khoaûng 400 - 640km, nôi ñaây saûn xuaát nhöõng loaïi rau caûi ña daïng vaø trung bình coù khoaûng 10 ñeâm söông giaù. Vuï muøa ôû ñaây ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc cung caáp thöùc aên cho "nhöõng baøn aên toái cuûa ngöôøi Myõ". Se toàn taïi trong vuøng phía Taây thung luõng San Joaquin, coù nguoàn goác töï nhieân vaø baét ñaàu qua nhöõng quaù trình keá tieáp nhau suoát thôøi kyø Jurassic vaø Cretaceous. Nhöõng traàm tích hôïp thaønh ñaù caùt keát, ñaù phieán seùt chöùa nhieàu seleno sulfate Fe.

200

b) Trung quoác

“Moät baèng chöùng veà "selenosic", oâ nhieãm Se”. Ñieàu naøy coù leõ ñöôïc qui vaøo söï khaùc nhau trong cheá ñoä aên uoáng cuûa cö daân ñòa phöông vaø vieäc giaûm löôïng Se coù chöùa trong thöïc phaåm (do thöïc vaät haáp thuï ít Se). Tuy nhieân, cö daân ôû ñaây vaãn nhaän ñuû löôïng Se trong thöùc aên. Traùi laïi, moät caên beänh thöôøng thaáy ñaõ ñöôïc khaùm phaù trong coäng ñoàng ngöôøi ôû Trung Quoác, naêm 1961 noù ñöôïc qui vaøo cheá ñoä aên uoáng haøng ngaøy cuûa ngöôøi daân soáng ôû Enshi Country, Huebi. Trong suoát nhieàu naêm qua, 50% trong haàu heát nhöõng khu daân cö bò taùc ñoäng maïnh meõ vaø nguyeân nhaân cuûa noù ñöôïc xaùc ñònh laø do ñoäc tính Se quaù cao. Nhöõng trieäu chöùng ruïng toùc vaø moùng tay, moùng chaân laø nhöõng daáu hieäu ñoäc haïi thoâng thöôøng. Cheá ñoä aên uoáng haøng ngaøy laáy vaøo khoaûng 320 ñeán 669 mgSe/ ngaøy. Khoaûng moät ngaøn laàn löôïng ñoù keát hôïp vôùi beänh keshan nguyeân nhaân lieân quan tôùi Se ñaõ ñöôïc tìm thaáy ôû Trung Quoác, moät vuøng roäng lôùn traûi daøi töø phía Ñoâng Baéc Heilogjiang tôùi phía Taây Nam Junnan. Cuoái cuøng, nguyeân nhaân do Se ñöôïc xaùc ñònh coù ôû trong than; töø ñoù, Se ñaõ ñöôïc taäp trung thoâng qua quaù trình thôøi tieát, khöû chaát hoøa tan vaø nhöõng hoaït ñoäng sinh hoïc sau ñoù ñöôïc ñaøo thaûi vaøo trong ñaát. Vieäc söû duïng truyeàn thoáng boùn voâi ñaõ naâng cao ñoä pH cho ñaát vaø gia taêng hôn nöõa khaû naêng söû duïng Se cuûa caây troàng. Noùi theâm, ñieàu kieän haïn haùn ñaõ daãn tôùi söï hö haïi vuï luùa, laøm gia taêng söï tieâu thuï rau caûi ñòa phöông nhö laø thaønh phaàn phuï trong böõa aên haøng ngaøy. Vuï gaây ñoäc treân minh hoïa cho vai troø cuûa ñoäc chaát Se trong ñaát vaø trong cheá ñoä aên cuûa ngöôøi daân. Quaù trình gaây ñoäc naøy cuõng do chính con ngöôøi taïo ra.

5.3.7. Nhaän xeùt chung veà Se Hai maët töï nhieân cuûa Se vöøa laø moät nguyeân toá ñoäc haïi vöøa laø dinh

döôõng caàn thieát, ôû daïng hoaït tính vaø daïng tieàm naêng ñaõ ñöôïc quan taâm trong vieäc xem xeùt thöïc phaåm dinh döôõng ôû caû con ngöôøi vaø ñoäng vaät cuøng vôùi nhöõng haønh vi cuûa noù trong ñaát vaø caây troàng. Coù theå toùm taét nhöõng ñieåm chuû yeáu nhö sau:

– Khaû naêng hoaït ñoäng vaø chuyeån ñoäng cuûa Se trong ñaát phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän moâi tröôøng. Selenate toàn taïi döôùi daïng kieàm oxide thì di ñoäng hôn vaø haáp thuï ít hôn selenite. Se höõu cô ñöôïc bieát laø toàn taïi nhöng vaãn chöa ñöôïc xaùc ñònh.

201

– Trong ñaát acid, ñaïi dieän laø ñaát seùt, oxit Fe vaø hôïp chaát höõu cô seõ aûnh höôûng ñeán khaû naêng söû duïng Se tôùi nhöõng khoaûng roäng lôùn hôn trong ñaát, nôi maø selenate chieám öu theá maïnh hôn. Ñieàu naøy phuï thuoäc vaøo nhöõng khaùc nhau trong quaù trình haáp thuï hai anion oxy voâ cô. Söï chuyeån ñoåi thaønh phaàn Se phuï thuoäc vaøo ñoä pH, vaøo theá oxy hoùa - khöû vaø quaù trình ñoù ñöôïc taêng cöôøng bôûi söï xuùc taùc cuûa vi khuaån. Hôn nöõa, nhöõng hoaït ñoäng cuûa vi khuaån daãn ñeán söï hình thaønh nhöõng chaát deã bay hôi coù theå bieán maát trong baàu khí quyeån.

– Caây troàng coù khaû naêng söû duïng Se ôû daïng selenate lôùn gaáp nhieàu laàn daïng selenite. Se höõu cô cuõng ñöôïc kích thích bôûi caây troàng, maëc duø coù ít thoâng tin höõu duïng veà nhöõng aûnh höôûng cuûa noù. Cô cheá vaän haønh lieân quan ñeán söï haáp thuï hôïp chaát voâ cô khaùc nhau seõ laøm cho löôïng phytotoxycity khaùc nhau. Söï chuyeån ñoåi pH vaø söï coù maët cuûa nhöõng anion khaùc nhö phosphate vaø sulfate seõ aûnh höôûng ñeán hình thöùc tích luõy Se beân ngoaøi cuûa caây troàng. Phytotoxycity xuaát hieän nhö laø moät keát quaû söï keát hôïp chaët cheõ cuûa nhöõng Se töông töï nhau trong hoãn hôïp löu huyønh caàn thieát ôû trong caùc lôùp moâ cuûa caây; Ngoaøi ra, khaû naêng cuûa nhöõng loaïi caây troàng khaùc nhau keát hôïp vaø loaïi boû Se cuõng raát khaùc nhau.

5.4. ÑOÀNG (Cu) 5.4.1. Giôùi thieäu

Ñoàng laø moät chaát quan troïng vöøa laø chaát ñoäc haïi vöøa laø nguyeân toá vi löôïng caàn thieát cho caây troàng vaø ñoäng vaät. ÔÛ traïng thaùi kim loaïi, ñoàng coù maøu hôi ñoû, saùng boùng aùnh kim, meàm deã daùt moûng vaø laø moät chaát daãn nhieät, daãn ñieän toát. Coâng duïng chuû yeáu cuûa ñoàng laø keùo daøi laøm daây kim loaïi vaø cheá taïo hôïp kim cuûa noù, ñoàng thau vaø ñoàng thieác. Trong thieân nhieân, ñoàng ôû nhieàu daïng: sulfides, chaát sulfate, muoái sulfate, carbonate, hôïp chaát khaùc vaø coøn tìm thaáy ñoàng trong moâi tröôøng nhö laø kim loaïi töï nhieân. Ñoàng ôû daõy 26, sau Zn, coù nhieàu trong sinh quyeån vaø thaïch quyeån. Möùc trung bình cho söï dö thöøa cuûa Cu trong sinh quyeån laø 70 mg/kg, trong khi nhöõng ñaùnh giaù giaùn tieáp cho voû traùi ñaát coù khoaûng töø 25-35 mg/kg. Ñaát cuûa theá giôùi, theo taøi lieäu cuõ, giaù trò cuûa ñoàng laø 20 mg/kg, coù bò thay ñoåi gaàn ñaây vaø ñöôïc ghi laïi laø 30 mg/kg. Ñoàng coù lieân keát vôùi chaát höõu cô trong ñaát nhö oxyt Fe vaø Mn, ñaát seùt silicate vaø chaát voâ cô khaùc.

202

Lôïi ích cuûa ñoàng ñoái vôùi caây troàng ôû daïng ion [Cu(H2O)6]2+ trong ñaát acid vaø Cu(OH)2 trong ñaát trung tính vaø kieàm. Lôïi ích cuûa ñoàng laø khaû naêng lieân keát hoùa hoïc (töông töï nhö pH) cuûa loaøi caây töông öùng trong dung dòch ñaát. Möùc ñoä vaø söï phaân boá cuûa toång soá vaø dòch chieát ñoàng ôû trong ñaát thay ñoåi tuøy theo kieåu ñaát vaø nguoàn goác vaät chaát. Ñoàng coù ñaëc tröng huùt baùm hay coá ñònh trong ñaát khieán cho chuùng trôû thaønh moät kim loaïi "veát" di chuyeån. Söï taäp trung cao nhaát cuûa ñoàng laø ôû lôùp voû phong hoùa, ñaëc bieät laø vuøng naáu chaûy kim loaïi, hay töø phaân boùn, buøn coáng raõnh hay phaân boùn töø lôïn, gaø, vòt vaø chim.

Söï dö thöøa caùc vi löôïng caàn thieát cuûa caây thöôøng naèm trong daõy döôùi ñaây: Fe > Mn > B > Zn > Cu > Mo > Cl. Ñoàng ñaõ ñöôïc xaùc ñònh nhö laø yeáu toá caàn thieát cho caây troàng töø nhöõng naêm 1930. Trung bình caùc loaïi caây troàng coù töø 5 - 20 mgCu/kg. Phaàn döôùi cuøng cuûa caùc loaïi caây vaø ôû ngang maët ñaát coù theå taêng leân töø 1-30 mg/kg Cu. Bôûi vì, caây troàng khaùc nhau thì möùc ñoä ñoäc cuûa Cu cuõng khaùc nhau, nhö laø moät phoùng xaï cuûa nhöõng heä thoáng enzym.

Trong dinh döôõng ñoäng vaät, thuù thieáu ñoàng laø do bò nhoát. Khi ñoàng ôû noàng ñoä thaáp noù coù vai troø nhö moät dinh döôõng vi löôïng, vaø laø taùc nhaân toát cho con ngöôøi. Toång löôïng ñoàng cuûa cô theå tröôûng thaønh khoaûng 100 - 150 mg, trung bình khaåu phaàn cung caáp 1 - 5 mg Cu/ ngaøy.

Veà maët ñoäc chaát, chöùng nhieãm ñoàng di truyeàn trong con ngöôøi ñaõ ñöôïc Wilson bieát ñeán nhö laø moät beänh taät, laàn ñaàu tieân ñöôïc moâ taû vaøo naêm 1912.

5.4.2. Bieán ñoåi hoùa hoïc

Cu (II) ñöôïc saép ñaët vôùi 4 phaân töû nöôùc trong maët phaúng XY vaø 2 oxygen silicate, ñoái xöùng theo truïc Z thaúng goùc vôùi moät lôùp silicate. Neáu coù nhieàu lôùp cuûa phaân töû nöôùc cuûa maøng thuûy hoùa chieám xen keõ vôùi khu vöïc cuûa Cu hectorite, Cu(H2O)6

2+ trong dung dòch H2O, töø ñoù, Cu2+ seõ qui thaønh ion Cu(H2O)6

2+ vaø Cu seõ ñöôïc söû duïng trong söï nghieân cöùu “yeáu toá ngoaøi” cuûa traïng thaùi hoùa trò. Trong moâi tröôøng ñaát, chuùng ta caàn quan taâm ñeán noàng ñoä thaáp cuûa Cu, vôùi xaáp xæ trung bình 24 - 25 mg/kg trong phaàn voû traùi ñaát vaø 20 - 30 mg/kg Cu toång coäng trong ñaát, Cu2+

ñöôïc coi nhö laø loaïi Cu töï do trong ñaát. Hôïp chaát höõu cô trong ñaát gaén lieàn vôùi ñoàng, nhoùm COO- coù maët trong caû hai pha raén vaø loûng ôû hình thöùc lieân

203

keát chaët vôùi Cu. Söï hình thaønh pha raén ñöôïc xem nhö nguyeân nhaân gaây söï thieáu huït Cu, ñoù laø do chaát höõu cô ñaát ñaõ taïo phöùc vôùi Cu laøm löôïng ñoàng töï do giaûm xuoáng. Theâm vaøo ñoù, than buøn coù tính ñoäc ñoái vôùi caây troàng khi trong noù chöùa nhieàu höõu cô töø chaát neàn coù Cu cao.

Vôùi soá nguyeân töû 29, Cu laø nguyeân toá ñaàu tieân cuûa phaân nhoùm 13 cuûa baûng tuaàn hoaøn. Caáu truùc electron cuûa nguyeân toá Cu laø 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 3d10, 4s1. Coù 4 electron ñôn ôû ngoaøi, lôùp voû 3d ñaõ ñaày ñuû, vì theá beàn chaët hôn. Gioáng nhö taát caû caùc nguyeân toá ñaàu tieân khi chuyeån tieáp sang moät chuoãi (Cr, Mn, Fe, Co, Ni) vaø khoâng gioáng Li, Na, K vaø Pb cuûa daõy thöù nhaát, hai ñieän töû ñaõ deã daøng di chuyeån lieân quan ñeán nguyeân töû Cu[3]. Trong khi Cu2+ haàu heát ñeàu beàn neân vöõng. Lôùp ion thöù hai cuûa Cu ñieän theá cao hôn lôùp thöù nhaát cho neân Cu(I) beàn vöõng toàn taïi trong moâi tröôøng. Cu beàn vöõng trong dung dòch vôùi soá ion ôû möùc cao khoâng ñoåi, ion aceton, ion pyridine hay ion cyanide… Theo Parker, löôïng Cu trong ñaát giaøu ñoä aåm laø 10-6 – 10-7M, ví duï nhö Cu coù theå toàn taïi ôû 1.10-7M vaø Cu2+ 3.10-7M. Moái lieân heä naøy coù ñöôïc ñoái vôùi noàng ñoä ion [Cu+] trong phaûn öùng maø ion Cu+ thieáu caân ñoái.

2Cu+(aq) → Cu2+

(aq) + Cu(s) K = 106M-1 ôû 25oC

Noàng ñoä Cu trong dung dòch hoøa tan laø 10-2 – 10-3M , coù raát ít ion Cu+. Sau ñoù, trong cuoäc thaûo luaän veà tính chaát vaät lyù vaø hoùa hoïc cuûa ion Cu trong nhöõng moâi tröôøng khaùc nhau, duøng naêng löôïng töï do cuûa caùc ion ñôn lan truyeàn trong caùc dung moâi khaùc nhau, Parker keát luaän raèng, ion Cu2+, Cu(H2O)6

2+ laø loaïi Cu thích hôïp nhaát cho caùc nghieân cöùu veà ñaát. Tuy nhieân, ôû nhöõng vuøng ñaát bò ngaäp luït coù theå taïo ion Cu+ vaø trong moät soá tröôøng hôïp Cu0 coù theå oån ñònh theá nhieät ñoäng hôn laø Cu2+. Danh saùch veà chaát khoaùng Cu noùi chung vaø nguoàn taøi saûn veà Cu ñöôïc trình baøy trong baûng 5.3. Chalcopyrite coù soá löôïng nhieàu hôn chaát khoaùng Cu, noù ñöôïc tìm thaáy nhieàu trong ñaù vaø taäp trung thaønh moät löôïng Cu lôùn nhaát ôû caùc chaát laéng cuûa noù. Theâm vaøo ñoù, trong caùc chaát voâ cô töï nhieân, Cu ñöôïc tìm thaáy ôû daïng phaân taùn trong caùc loaïi ñaù traàm tích.

5.4.3. Nguoàn goác Cu trong ñaát

5.4.3.1. Caùc nguyeân lieäu Cu trong ñaát

Ña soá caùc kieåu ñaù chöùa Cu ñaõ ñöôïc toùm taét trong baûng 5.4 . Töø caùc taøi lieäu coâng boá tröôùc 1975, Baker vaø Chesnin ñaõ baùo caùo raèng, löôïng Cu

204

coù trong thaïch quyeån trung bình 70 mg/kg. Trong ñaát ôû khoaûng töø 2 - 100 mg/kg vôùi chæ soá trung bình ñöôïc choïn 20 mg/kg. Lindsay cho raèng, löôïng Cu 70 mg/kg baèng löôïng trung bình trong thaïch quyeån, nhöng gioáng nhö Bowen, oâng ta choïn löôïng Cu 30 mg/kg baèng giaù trò trung bình coù trong ñaát. Coøn theo Baker, giaù trò löôïng Cu 70 mg/kg nhö laø soá löôïng trung bình cuûa voû traùi ñaát vaø 20 mg/kg cho ñaát. Theo baùo caùo khaùc, giaù trò huùt baùm moät löôïng Cu taäp trung treân voû traùi ñaát trung bình laø khoaûng 24 - 55 mg/kg vaø löôïng Cu trong ñaát chieám trung bình 20 - 30 mg/kg. Löôïng Cu dö thöøa trong ñaát vaø thöïc vaät ít hôn Zn tröø khi ñaát coù laãn chaát thaûi coâng nghieäp chöùa Cu.

Löôïng Cu dö thöøa trong ñaù bazan lôùn hôn trong ñaù granite vaø thaáp hôn trong caùc loaïi ñaù carbonate. Löôïng Cu trong ñaát nham thaïch laø moät phaàn dö thöøa bôûi traûi qua quaù trình khaùc nhau cuûa söï keát tinh.

Baûng 5.3: Caùc hôïp chaát ñoàng trong ñaát Teân Coâng thöùc Thaønh phaàn (%)

Chalcite Chalcocite Covelite Bornite Chalcopyrite Cubanite Enargite Famatinite Tennanite Tetrahedrite Cuprite Tenorite Malachite Azurite Chrysocolla Atacamite Brochantite Antlerite Chalcanthite

Cu Cu1,75-2,0S

CuS Cu5FeS4

CuFeS2

CuFe2S3

Cu3AsS4

Cu3SbS4 (CuFe)10(FeZnCu)2 (CuAg)10(FeZnCu)2

SbAs4S3 Cu2O CuO

Cu2(OH)2(CO3)2 Cu3(OH)2(CO3)2 CuSiO3.5H2O Cu2(OH)3Cl Cu4(OH)6SO4 Cu3(OH)4SO4 CuSO4.5H2O

100 80 66 63 34 23 48 43 52 46 89 80 57 55 25 74 56 54 25

(Nguoàn: Berker, 1984).

205

Hydratesulfate Cu coù theå hoøa tan trong nöôùc vaø beàn, haàu heát caùc loaïi nguyeân lieäu trong phaân boùn, löôïng Cu ñöôïc ñöa vaøo trong ñaát raát deã thay ñoåi. Taàng ñaát chöùa Cu chòu aûnh höôûng bôûi quaù trình xöû lyù muøa maøng vaø ñaát bao goàm chaát dieät naám vaø chaát laøm maøu môõ khoâng ñöôïc söû duïng löôïng Cu khaùc vaø ñaù soáng, phaân boùn chaát thaûi qua coáng raõnh hoaëc chaát thaûi trong khoâng khí; ví duï nhö lôùp buøn chöùa 1990mg/kg Cu ñaõ ñöôïc baùo caùo.

5.4.3.2. Chaát thaûi trong khoâng khí

Cu töø khoâng khí ñöôïc ñöa vaøo ñaát do möa vaø caùc chaát thaûi khoâ, theo caùc chaát thaûi coâng nghieäp chöùa Cu vaø caùc chaát coù trong buïi. ÔÛ Anh, toång löôïng chaát thaûi chöùa Cu haèng naêm töø buïi trong khoaûng 100-480 g/ha; trong khi caùc chaát thaûi töø muøa maøng ñöôïc ñoaùn khoaûng 50 – 100 g/ha, chaát thaûi töø buïi khoâng ñuû ñieàu chænh löôïng Cu hôïp lyù cho muøa maøng. Vieäc thieáu nhu caàu ñoái vôùi chaát thaûi ñöôïc boå sung baèng moät löôïng Cu hay daïng tích tuï trong ñaát. Keát quaû cuûa quaù trình ñaàu tö gaàn ñaây trong moät thôøi kyø daøi cuûa ñaát vôùi caùc nguyeân toá Cu, Zn, Pd, Cd; baèng löôïng Zn noùng chaûy ôû Pensylvania Myõ ñaõ cho thaáy raèng, caùc loaïi rau caûi aên ñöôïc, ñöôïc phaùt trieån trong ñaát chöùa töø 240 mg/kg Cu, 1200 mg/kg Zn, 220 mg/kg Cd vaø khoâng bò aûnh höôûng roû ñeán hình thaùi caây.

Baûng 5.4: Caùc daïng Cu trong ñaát ñaù

Teân Trong khoaûng (ppm) Trung bình (ppm)

Ñaát bazan

Ñaát ranic

Pyroxenites

Ñaù vaø ñaát seùt

Gabro

Ñaù Volcanic

Ñaát nham thaïch

Ñaù voâi

Ranodionic

Thaïch quyeån

Caùt

30 – 160

4 – 30

10 – 40

30 – 150

20 – 200

5 – 20

40 – 60

5 – 20

2 – 40

24 – 55

2 – 100

90

15

15

50

70

70

20 – 30

(Nguoàn: Anber vaø Pinta, 1978)

206

Baûng 5.5: Toång soá löôïng Cu trong caùc loaïi ñaát khaùc nhau (ppm) Than buøn

Söï phaân taùn ñaát caùt

Caùt trong ñaù

Ñaát muøn ít pheøn

Ñaát seùt

Ñaát ñoû bazan

Taàng ñaát chöùa voâi

Ñaát seùt muøn vuøng thaáp

Ñaát phaùt trieån töø phuø sa coå

Ñaát xöù nhieät ñôùi

15 – 40

2 – 10

10

40

10 – 27

40 – 150

7 – 28

1 – 100

3 – 25

8 – 128

(Nguoàn: Cheonin, 1984)

Daïng caùc thaønh phaàn khaùc, chaát khoaùng Fe vaø Ca taùch khoûi caùc chaát caën baõ, noùng chaûy taïo silicate Al vaø alkali. Khi quaù trình thuûy tinh hoùa dieãn ra, caùc chaát loûng coøn laïi bò taùch ra thaønh sulfide vaø löôïng Cu sulfide khoâng troän laãn. Löôïng Cu coù ñöôïc ñöôïc troän vaøo chacopyrite vaø bornit. Caùc ñieän töû cuûa Cu lieân keát maïnh ñöôïc ñònh giöõa Cu+ vaø anion sulfide, trong ñaát silicate vaø ñaù mafic (chöùa Mg2+, Fe2+ cao), Cu 2+ coù theå thay theá baèng caùc chaát ñoàng daïng, caùc kim loaïi ñoù coù theå laø moät trong saùu daïng hôïp chaát cuûa Mg2+, Fe2+, Zn2+, Mn2+, Ni2+. Caùc ñieän töû Pauling lôùn hôn cuûa Cu2+ hai ñôn vò so vôùi Fe2+ (1,8) vaø Mg2+(1,3) giôùi haïn baèng caùc ñoàng vò thay theá bôûi Cu trong caùc nhieân lieäu töø ñaát. Daïng Cu xaâm nhaäp tìm ñöôïc trong ñaát ñöôïc ruùt ra töø caùc nguyeân lieäu khaùc nhau, ñöôïc giôùi thieäu trong baûng 5.6.

5.4.3.3. Nguyeân lieäu trong noâng nghieäp

Cu phuïc vuï cho saûn xuaát coù hieäu quaû khi duøng CuSO4.5H2O ngaäm 5H2O, vaø söû duïng hoãn hôïp cuûa bordeaux raûi chaát muøn.

Baûng 5.6: Nguoàn Cu söû duïng trong phaân boùn Nguoàn Coâng thöùc %Cu Hoøa tan trong nöôùc

Kim loaïi Cu

Cuprite

Tenorite

Cu

Cu2O

CuO

100

89

75

Khoâng

Khoâng

Khoâng

207

Covellite

Chalcopyrite

Malachite

Chalcanthite

Copper sulphate monohydrate

CuSO4 thaáp

Cu nitrate

Cu acetate

Cu oxalate

Cu oxychloride

Cu ammonium phosphate

Cu chalate

Cu chalate

Cu polyflavanoids

Cu sulphur frits

Cu glass fusions

Nöôùc thaûi

Phaân ñoäng vaät

(khoâng coù phaàn boå sung Cu)

Phaân ñoäng vaät

(vôùi phaàn boå sung Cu)

Chalcocite

Azurite

CuS

CuCO3(OH)2

CuFeS2

CuSO4.5H2O

CuSO4.H2O

CuSO4.3Cu(OH)2

Cu(NO3)2.3H2O

Cu(C2H3O2)2.H2O

CuC2O4O.5H2O

CuCl2.2CuO.4H2O

Cu(NH4)PO4.H2O

Na2Cu EDTA

NaCu HEDTA

NaCu HEDTA

NaCu HEDTA

NaCu HEDTA

NaCu HEDTA

NaCu HEDTA

Cu2S2

2CuCO3-Cu(OH)2

66

35

57

25

35

13 - 53

32

40

52

32

13

9

5 - 7

thay ñoåi

thay ñoåi

0,04 - 1,0

0,002 - 0,005

0,06 - 0,19

80

55

Khoâng

Khoâng

Khoâng

Hoøa tan

Hoøa tan

Khoâng

Hoøa tan

Khoâng ñaùng keå

Khoâng

Khoâng

Khoâng

Hoøa tan

Hoøa tan

Hoøa tan

Thay ñoåi

Thay ñoåi

Khoâng ñaùng keå

Khoâng ñaùng keå

Khoâng ñaùng keå

Khoâng

Khoâng

5.4.3.4. Cu trong khí quyeån

Toång soá löôïng Cu bò loaïi boû trong khí quyeån töø naêm 3800 tröôùc coâng nguyeân ñöôïc öôùc tính khoaûng 3,2.106 (khoaûng 1% löôïng taïo ra laø 307.106 taán). Soá löôïng naøy gaáp khoaûng 3 laàn so vôùi löôïng Cu khí quyeån hieän nay, bôûi vì thôøi gian toàn taïi aersols Cu ngaén, khoâng coøn nghi ngôø gì nöõa, coù moät löôïng Cu daïng chaát thaûi ñöa vaøo khí quyeån. Tuy nhieân, khí quyeån coù moät löôïng trung bình quan troïng ñeå löôïng Cu oâ nhieãm ñöôïc phaùt taùn ra khaép caùc vuøng treân theá giôùi. Nhôø quy trình phaân tích maãu reâu vaø baêng ôû Baéc cöïc, ngöôøi ta bieát raèng, coù moät löôïng Cu thay theá gia taêng ôû

208

nhöõng nôi raát xa töø baát kyø nguoàn Cu naøo. Khoaûng 80% toång soá löôïng Cu saûn xuaát treân theá giôùi ñöôïc taïo ra trong theá kyû XX vaø öôùc tính khoaûng 30% löôïng Cu ñaõ saûn xuaát ra trong suoát nhöõng thaäp nieân cuoái. Phaàn lôùn löôïng Cu khoång loà naøy ñaõ bò giöõ laïi trong ñaát khi gaëp ñieàu kieän, nhö moâi tröôøng acid, laøm aûnh höôûng nhanh ñeán quaù trình phoùng thích vaøo moâi tröôøng cuûa caùc chaát thaûi hôïp chaát ñoàng trong buøn vaø nhöõng chaát thaûi khaùc, gaây aûnh höôûng nghieâm troïng ñeán heä thöïc vaät vaø heä ñoäng vaät. Toång löôïng Cu saûn xuaát laø 7.106taán, ñoàng nghóa vôùi vieäc moät löôïng Cu oâ nhieãm raát lôùn so vôùi nhu caàu löôïng Cu haèng naêm ñoái vôùi taát caû sinh vaät trong ñaát.

5.4.3.5. Caùc chaát thaûi, buøn coáng raõnh Giaù trò chaát thaûi chöùa Cu, Mn, Zn, Fe cho ñaát, thöïc vaät (baûng 5.7), döõ

lieäu veà maãu chaát thaûi 8 giôø qua quaù trình xöû lyù chaát thaûi ôû Burlington Ontario, Canada cho thaáy raèng, löôïng xaâm nhaäp trung bình cuûa Cu laø khoaûng 0,31 mg/kg chaát thaûi, 0,21 mg/kg chaát thaûi ra luùc ñaàu vaø 0,08 mg/kg ôû chaát ra ñoaïn cuoái. Neáu ta khoâng ñeå yù ñeán theå tích thay ñoåi thì coù khoaûng 15% Cu trong chaát thaûi toàn taïi trong buøn thaûi, döõ lieäu phaân tích veà Zn, Pb laø 77 - 93%. Theo keát quaû cuûa ñaïi hoïc Zurich Switzerlanol, löôïng Cu chuyeån ñoåi khoaûng 55%. Döõ lieäu naøy vaø caùc keát quaû ghi nhaän trong baûng 5.7 cho bieát, buøn thaûi chöùa moät löôïng Cu, Zn vaø Cd khaù lôùn so vôùi ñaát vaø nhu caàu thöïc vaät. Trong khi ñoù, coù vaøi moái nguy hieåm lieân quan ñeán chaát buøn thaûi khi boùn cho ñaát do Cu, Zn, Cd vaø caùc kim loaïi khaùc. Löôïng chaát thaûi ñaõ ñöa vaøo ñaát nhieàu hay ít laø do caû phöông phaùp xöû lyù chaát thaûi vaø nguoàn nguyeân lieäu thöïc vaät trong ñaát. Hôn nöõa, theo coät giaù trò trung bình trong baûng 5.7 thì cöù 42 kg chaát buøn khoâ coù khoaûng 800 mg/kg Cu ôû Anh vaø Wales; 560 mg/kg trong 93 maãu thöû ôû Sweden; 700 mg/kg trong 57 maãu thöû ôû Michigan (Myõ) vaø 1200 mg/kg trong 16 maãu thöû töø 16 thaønh phoá khaùc ôû Myõ.

ÔÛ Pennsylvania vaø caùc bang khaùc ôû Ñoâng Baéc Myõ thì khoâng coù chaát buøn thaûi naøo chöùa hôn 1000 mg/kg Cu, 2500 mg/kg Zn, 1000 mg/kg Br, 1000 mg/kg Pb, 200 mg/kg Ni, 25 mg/kg Cd, 10 mg/kg Hg hoaëc 10 mg/kg PCBs. Löôïng chaát buøn vôùi nhieàu kim loaïi seõ aûnh höôûng ñeán naêng suaát ñaát troàng, laøm taêng ñoäc chaát KLN cho caây con. Löôïng Cu coù khoaûng 60 mg/kg treân beà maët ñaát, treân caùc caùnh ñoàng coù khuynh höôùng ngaên chaën caùc quy trình sinh hoïc laøm maøu môõ ñaát, ñoàng thôøi coù theå laøm aûnh höôûng söùc khoûe cuûa cöøu vaø gia suùc treân caùc ñoàng coû ñöôïc xöû lyù. Moät soá nghieân cöùu cho thaáy, neáu phoái troän hôïp lyù vaøo buøn thaûi chöùa ít KLN thì noù seõ trôû thaønh phaân boùn höõu ích (theo EPA, Myõ)

209

Trong khi löôïng buøn thaûi coù khaû naêng thay theá laøm taêng löôïng muøn trong ñaát thì laïi khoâng coù baùo caùo naøo veà chaát ñoäc trong thöïc vaät ñoái vôùi löôïng Cu trong vuøng thaûi. Khi taêng phaân boùn vaø voâi vaøo ñaát, caùc vaät chaát coù nguoàn goác thöïc vaät trong ñaát xuaát hieän laø moät xu höôùng chieám öu theá trong vieäc kieåm soaùt tyû leä Cu. Vì theá, tyû leä phaân huûy buøn coù nguoàn goác thöïc vaät trôû thaønh ñieàu quan troïng ñoái vôùi ñaát ñöôïc xöû lyù buøn. Veà taùc duïng ñoäc, caùc chaát ñoäc Cu ôû ñoäng vaät thì cao hôn ôû thöïc vaät. Khi löôïng Cu ít hôn 10 mg/kg coù theå laøm giaûm hoaït ñoäng caùc enzym trong ñaát. Löôïng Cu hoøa tan khoaûng 5 mg/kg laøm gia taêng söï khöû chaát ñaïm ôû ñaát coù pH cao vaø baát kyø löôïng Cu naøo theâm vaøo seõ laøm ñaát bò nitrate hoùa. Khi coù nhieàu Cu trong ñaát, noù cuõng kích hoaït caùc hôïp chaát töø Fe vaø hôïp chaát nitô, laøm aûnh höôûng leân söï thay ñoåi cuûa vi sinh. Söùc khoûe cuûa cöøu vaø gia suùc coù theå chòu aûnh höôûng maïnh bôûi löôïng Cu cao trong buøn.

Baûng 5.7: Thoáng keâ haøm löôïng Cu, Fe, Zn vaø Mn trong ñaát, caây troàng vaø nöôùc thaûi coáng raõnh

Caây döông lieãu (mg/kg) Nöôùc thaûi (mg/kg)

Giaù trò trung bình

Thaønh phaàn

nguyeân toá

Trong ñaát (mg/kg)

Trung bình

Haøm löôïng trung bình

trong khoaûng

Lôùn nhaát

Haøm löôïng trong

khoaûng US31 Europe29

Haøm löôïng

Cu

Zn

Cd

Mn

Fe

10 – 80

10 – 300

0,01 – 0,7

20 – 300

10000 – 100000

20

50

0,8

850

850

7 – 30

21 – 70

0,05 - 0,2

31 – 100

21 – 70

150

300

3

300

750

84-17000

101-49000

1-3410

32-9870

800

1700

15

260

1230

2780

31

1000

2500

25

(Nguoàn: Heavymetal Toxicology, Oxford, 1994) US31: 31 maãu ôû Myõ, Europe29: 29 maãu chaâu AÂu

5.4.4. Caùc moái quan heä cuûa Cu vôùi ñaát troàng

5.4.4.1. Cu trong quan heä dinh döôõng vôùi caây troàng

Söï thieáu huït Cu trong ñaát ñöôïc tìm thaáy ôû nhieàu vuøng treân theá giôùi. Toång soá coù 23 nöôùc baùo caùo raèng, löôïng Cu thieáu cho caây luùa mì, 12 nöôùc thieáu cho yeán maïch, 12 nöôùc thieáu cho luùa maïch, 9 nöôùc thieáu cho luùa gaïo. Söï thieáu huït xaûy ra thöôøng nhaát ôû nhöõng vuøng ñaát giaøu höõu cô, nôi coù löôïng tro cao. Nhöõng loaïi ñaát acid nhieàu caùt ít dinh döôõng thì thöôøng thieáu luoân caû Cu. Ñaát kastanozems (ustolls) coù maøu naâu, khoâ caèn, vôùi

210

chaát höõu cô tích luõy treân beà maët cao vaø pH cao thieáu Cu do Cu ñaõ bò coá ñònh döôùi daïng lieân keát, keát tuûa. Theá giôùi coù 5.106 ha ñaát troàng vôùi löôïng Cu thaáp, trong ñoù coù Ba Lan: 6,085, Argentina: 5,665, Canada: 12,915, Myõ: 42,115, UÙc: 8,290 vaø AÁn Ñoä laø 8,245. Nhöõng nöôùc khaùc coù hôn 106ha ñaát coù löôïng Cu hôi thaáp, nhö: Ñan Maïch, Phaàn Lan, Indonesia, Pakistan, Thoå Nhó Kyø, Nigeria, Meâhicoâ, Trung Quoác. Vì vaäy, treân theá giôùi coù nhöõng loaïi ñaát coù ñieàu kieän ngoaøi söï thieáu huït Cu coøn coù nhöõng ñieåm quan troïng hôn, bao goàm caùc döõ lieäu veà muøa maøng töông öùng vôùi löôïng Cu; nhieàu lónh vöïc ñaùnh giaù kinh teá hôn, bao haøm caû naêng suaát caây troàng. Muøa xuaân luùa maïch taêng 22,4% khi boùn theâm 0,1 taán/ha löôïng Cu(OH)2 treân ñaát naâu. Söï gia taêng muøa maøng neân boû qua daáu hieäu gia taêng veà soá haït treân caùc haït luùa non, löôïng CuSO4.5H2O taêng 13,5% saûn löôïng treân nhöõng caùnh ñoàng coù chaát höõu cô, nôi coù söï thieáu huït Cu. Cuû caûi ñöôøng treân ñaát naâu taêng 18% vôùi löôïng boùn 50 kg/ha sulfate Cu. Naêm 1966-1968 taêng 30%, caû 12 nôi boùn Cu coù 10 kg/ha cho ñaát giaøu ñaïm nhaát. Chaát löôïng saûn phaåm muøa maøng bò aûnh höôûng bôûi söï thieáu Cu, bieåu hieän kích thöôùc, hình daïng, maøu saéc cuûa caùc quaû vaø rau caûi. Giaù trò dinh döôõng vaø khaû naêng chaáp nhaän saûn phaåm laø ñieàu quan troïng veà kinh teá. Ñaùng chuù yù laø moät soá daãn chöùng veà söï thieáu huït Cu laøm traùi caây kích thöôùc nhoû hôn, maát maøu vaø keát caáu xoáp cuûa cuû haønh, söï maát maøu ôû caø roát, daïng suy yeáu cuûa rau, löôïng protein giaûm, söï thay ñoåi caáu truùc amino acid vaø löôïng Cu coù trong rau vaø luùa maïch, noàng ñoä cao cuûa caùc amino acid trong nöôùc eùp trích ly töø cuû caûi ñöôøng vaø löôïng Cu thaáp trong caùc loaïi caây thaân thaûo. Thieáu Cu aûnh höôûng ñeán ñoäng vaät nhai laïi, ñaëc bieät laø nhöõng nôi coù möùc Mo cao.

Nhöõng kinh nghieäm naøy cho thaáy raèng, coù nhu caàu lôùn ñeå quaûn lyù ñaát coù thaønh phaàn ñoäc vaø taát caû nhöõng caùi coù giaù trò quan troïng, muøa maøng vaø vaät nuoâi döôõng cuõng thöôøng chòu aûnh höôûng cuûa söï thöøa toxicitics hoaëc bò ñoùi döôùi daïng vi löôïng. Thöïc vaät phaûn öùng vôùi löôïng dinh döôõng khi söï phaùt trieån cuûa noù bò giôùi haïn do söï thieáu huït hoaëc thöøa caùc thaønh phaàn khaùc.

5.4.4.2. Söï huùt baùm vaø söï thay ñoåi vò trí cuûa Cu Tyû leä huùt baùm vaø tích luõy cuûa Cu thaáp nhaát so vôùi caùc thaønh phaàn

quan troïng vaø coù söï khaùc nhau raát lôùn giöõa caùc loaøi thöïc vaät vaø caùc gioáng trong cuøng moät loaøi. Bieán ñoäng haøm löôïng Cu trong moâi tröôøng reã (Rhyzosphere) laø raát phöùc taïp. Ñieàu naøy phuï thuoäc vaøo chaát löôïng

211

buøn trong ñaát vuøng reã, söï hình thaønh vaø di chuyeån cuûa Cu2+ trong dung dòch ôû caùc hoaït ñoäng huùt baùm cuûa loaøi. Löôïng Cu haáp phuï treân caùc vaùch teá baøo cuûa reã vaø trong khoâng baøo lieân quan ñeán ñieän theá oxy hoùa - khöû, ñeán Cu2+ trong dung dòch ngoaøi reã vaø ñoái vôùi teá baøo cytoplasma. Vì vaäy, quaù trình haáp phuï ñöôïc ñieàu khieån bôûi caùc chuûng loaøi thöïc vaät laø hieån nhieân. Haøm löôïng Cu taïo ra nhôø chöùc naêng hoaït ñoäng Cu2+, nhôø söï haáp thuï beân ngoaøi plasmalemma. Hoaït ñoäng cuûa Cu2+ bao goàm löôïng taïo ra bôûi reã caây vaøo trong dung dòch ñaát, ñöôïc boå sung bôûi aûnh höôûng cuûa mycorrhiza. Löôïng Cu, Fe, P taïo ra do söï lieân keát giöõa naám vaø vôùi reã caây ñaõ ñöôïc bieát ñeán nhö vesicular, arbuscular, mycorrhiza, hydrophace xaâm vaøo reã qua choùp reã, vôùi moät ñoaïn cuoái aên saâu vaøo trong ñaát khoaûng vaøi cm. Ngöôøi ta ñaõ xaùc ñònh ñöôïc aûnh höôûng coù lôïi cuûa caùc mycorrhiza, töø söï gia taêng cuûa caùc hoaït ñoäng ion ôû vuøng beà maët cuûa reã. Caùc chaát Cu2+, Zn2+ seõ giaûm hoaït tính khi xaûy ra söï haáp phuï. Vì vaäy, caùc hoaït ñoäng coù hieäu quaû hôn cuûa Cu2+ trong ñaát hay trong dung dòch, ñeàu bò taùc ñoäng cuûa caùc ion ñoái khaùng chuùng coù maët ñoàng thôøi. Ñieàu naøy ñöôïc hieåu raèng, caû hai ion hoøa tan naøy (Cu2+ vaø Zn2+) ñöôïc haáp phuï cuøng moät luùc. Caùc ion khaùc laøm giaûm tính haáp phuï cuûa Cu2+ laø Ca2+, K+, NH4

+(khoâng coù NO3-). Tuy nhieân, ngöôøi ta bieát raèng nhöõng ion naøy aûnh

höôûng leân ion Cu2+ raát phöùc taïp vaø raát khaùc nhau. Maët khaùc, aûnh höôûng cuûa chuùng coù tính chaát quyeát ñònh ñeán hoaït ñoäng cuûa ion Cu2+ vaø khaû naêng thaám qua maøng nhaày. Tính haáp phuï cuûa Cu2+ nhôø reã cuûa thöïc vaät, chòu aûnh höôûng pH.

Söï chuyeån vò cuûa Cu2+ trong thöïc vaät xaûy ra ôû caû xylem vaø phloem, nôi maø kim loaïi gaén chaët vôùi caùc hôïp chaát nitrogen cuûa thöïc vaät (nhö amino acid), noàng ñoä cuûa Cu2+ laø 1,5 - 2 μM trong phloem. Nhieàu ion Cu2+ ñöôïc tìm thaáy trong reã caây khoâng theå ñöôïc chuyeån ñoåi vò trí sang caùc nhaùnh non. Trong nhaùnh non trao ñoåi chaát, N xuaát hieän ñeå kieåm tra söï raøng buoäc ñeå vaän chuyeån ion Cu2+. Cu laø thaønh phaàn khoâng töï ñoäng di chuyeån trong thöïc vaät. Thaønh phaàn naøy bao goàm Cu, Fe, Mn, nhöõng thaønh phaàn khoâng ñöôïc chuyeån töø caùc laù giaø ñeán caùc laù phaùt trieån (môùi). Laù xanh coù theå chöùa noàng ñoä Cu2+ cao vaø thöôøng khoâng phaûi giaûi phoùng ñeå di chuyeån tôùi caùc laù non vaø caùc phaàn khaùc nhö laø ôû caùc hoa ñaõ nôû. Vôùi tyû leä N cao, ôû nôi hoaït ñoäng cuûa Cu2+ vaø chaát löôïng cuûa noù laø töông xöùng, thöïc vaät seõ taïo ra caùc chaát sinh tröôûng ñaàu tieân.

212

5.4.4.3. OÂ nhieãm vaø ñoäc tính Cu

Söû duïng Cu trong caùc vuõ khí, caùc vaät duïng vaø trang trí ñaùnh daáu moät thôøi ñieåm quan troïng trong neàn vaên minh nhaân loaïi. Löôïng tro coù ñöôïc haèng naêm töø söï ñoát chaùy than ñaù ñeå taïo ra ñieän cuõng laø nguoàn oâ nhieãm Cu. Trong khi löôïng tro than ñaù theâm vaøo ñaát cuõng ñöôïc giôùi haïn hôn bôûi noàng ñoä cuûa B, Se vaø moät loaït caùc chaát khaùc, thì laïi coù töø 14 - 2000 mg/kg Cu. Tuy nhieân, khi söû duïng caùc chaát tro thaûi vaøo ñaát trong thöïc teá, Cu vaø caùc thaønh phaàn khaùc seõ laø vaán ñeà caàn tieáp tuïc kieåm tra.

Töø söï ñoát chaùy caùc saûn phaåm goã, xaêng vaø söï phaân huûy chaát thaûi trong caùc khu vöïc ñoâ thò, löôïng Cu trong caùc khu vöïc ñaát ñoâ thò gaáp töø 5 - 10 laàn löôïng Cu coù ôû khu vöïc noâng thoân. Caùc daây caùp ñieän coù theå laøm hö khoaûng ñaát troáng roäng 20m vaø ñaát oâ nhieãm Cu doïc theo caùc xa loä do buïi vaø aûnh höôûng ñoù ñöôïc xem nhö laø toái thieåu.

Töø baøn luaän treân, moät ñieàu hieån nhieân laø, söû duïng Cu vaø caùc chaát trong coâng nghieäp lieân quan ñeán söï ñoát chaùy than ñaù, daàu, goã thì chaéc chaén caùc chaát thaûi ñaõ trôû neân nguoàn oâ nhieãm Cu cho moâi tröôøng. Ngay caû nhöõng nôi maø ñaát ñöôïc laøm giaøu Cu, vieäc söû duïng Cu trong pha loûng vôùi ñaát vaø vôùi löôïng ñaát bò xoùi moøn laïi caàn chuù yù. Söû duïng chaát thaûi muøn, löôïng phaân boùn töø gia caàm vaø lôïn chöùa moät löôïng sunlfat Cu lôùn. Vieäc söû duïng caùc chaát dieät naám chöùa Cu, caùc chaát dieät taûo… vaø söû duïng Cu trong coâng ngheä hoùa hoïc laø nguyeân nhaân laøm cho löôïng Cu2+ nhieàu vaø cao ôû trong ñaát. Söï noùng chaûy cuûa Cu vaø caùc loø ñuùc kim loaïi cuõng phoùng thích moät löôïng Cu, Zn, Cd, Pb, N lôùn. ÔÛ Pennsylvania (Myõ), phaùt xaï töø loø noùng chaûy Zn taïo oâ nhieãm caùc chaát trong ñaát nhö Zn, Cu, Pb vaø Cd tôùi moät khoaûng caùch 19 km. Caùc nghieân cöùu gaàn ñaây veà söï aûnh höôûng ñeán söùc khoûe cho thaáy raèng, neáu rau caûi ñöôïc phaùt trieån thì ñieàu ñoù coù nghóa chuùng coøn an toaøn. Tuy nhieân, tích luõy vaø phoùng ñaïi sinh hoïc yeâu caàu ta thaän troïng hôn. AÛnh höôûng cuûa Cu ñeán söùc khoûe cuûa con ngöôøi khoâng ñöôïc xem laø quan troïng laém, ngay caû vôùi ñaát coù löôïng Cu cao; trong höôu vaø ngöïa ôû nhöõng vuøng ngheøo naøn thöôøng thieáu chaát Cu nhöng trieäu chöùng naøy ñöôïc boå sung baèng löôïng Zn vaø Cd trong moät soá thöùc aên. Nguoàn oâ nhieãm chuû yeáu laø töø caùc loø ñuùc ñoàng vôùi phaïm vi aûnh höôûng töø 1 - 3km. Ñoái vôùi phöùc chaát cô kim Cu –N ôû Ontario (Canada), ngöôøi ta thaáy ña soá löôïng Cu ñaõ ñöôïc thaûi trong voøng 3km laø raát cao, coøn nhöõng khu ñaát caùch 7,5km, chöùa löôïng Cu treân 1000 mg/kg.

213

Hôn nöõa, caàn xeùt theâm aûnh höôûng phaùt xaï cuûa Cu vaø kim loaïi khaùc trong ñaát rau caûi. Cu töø trong nhöõng vuøng nhoû chuyeån vaøo caùc doøng suoái, ñaõ taïo neân söï buøng noå oâ nhieãm cuûa kim loaïi Cu cao trong caù vaø caùc loaøi khaùc. Ñoù laø Cu ñaõ ñi vaøo chu trình thöïc phaåm.

Thöïc teá cho thaáy oâ nhieãm Cu ôû nhöõng khu ñaát noâng nghieäp lôùn hôn, ñe doïa ñeán nguoàn thöïc phaåm, maø nhaø maùy vaø cô sôû saûn xuaát kim loaïi laø nhöõng nguoàn gaây oâ nhieãm chính. Ngaøy nay, söû duïng caùc chaát buøn thaûi laøm phaân, caùc chaát thaûi töø gia caàm, heo vaø vieäc söû duïng caùc thuoác dieät naám ñoái vôùi ñaát noâng nghieäp laø nhöõng öùng duïng coù Cu ñaàu tieân, vaø sau ñoù ñöôïc duøng traøn lan, ít bò ngaên chaën. Cho ñeán khi söï phaùt trieån cuûa caây troàng bò aûnh höôûng vaø coù trieäu chöùng bò nhieãm kim loaïi töø caùc phaân boùn hoùa hoïc chöùa khoaûng 100 mg/kg Cu vôùi thôøi gian söû duïng daøi, nhöng phaân boùn hoùa hoïc chöa laøm cho ñaát bò nhieãm ñoäc. Noàng ñoä Cu cao nhaát trong ñaát noâng nghieäp ñaõ ñöôïc ñaùnh giaù khi phun caùc loaïi thuoác dieät naám cho caùc loaïi caây töø naêm naøy ñeán naêm khaùc, tröïc tieáp hoaëc giaùn tieáp. Ngöôøi ta baùo caùo raèng 7.107 kg Cu trong hoãn hôïp bordeaux ñöôïc phun haèng naêm treân caùc loaïi caây nhö lan, chuoái vaø caùc loaïi caây khaùc. Löôïng Cu xaùc ñònh trong caùc khu ñaát naøy haàu heát trôû thaønh chaát ñoäc ñoái vôùi ngaønh troàng troït. Tuy nhieân, vieäc phun thuoác naøy coù hieäu quaû dieät naám beänh, taêng saûn löôïng caây troàng nhaát laø ôû caây aên traùi nhö quyùt Lai Vung vaø lieân tuïc söû duïng roäng raõi. Noàng ñoä Cu trong ñaát sau nhieàu laàn phun thuoác ñaõ coù töø 110 - 1500 mg/kg trong thöïc teá so vôùi 20 - 30 mg/kg ñoái vôùi möùc cho pheùp trong ñaát noâng nghieäp. ÔÛ UÙc, 30.000ha ñaát troàng taùo vaø leâ bò oâ nhieãm, phaûi caûi taïo ñeå söû duïng cho muïc ñích khaùc. Hieäu quaû cuûa ñaát muøa maøng naøy trong saûn xuaát hoaëc söùc khoûe cuûa loaøi aên coû ñaëc bieät nhö cöøu vaø gia suùc. Nhöõng moái nguy hieåm ñoù laø do dö Cu vaø thieáu Mo.

Löôïng buøn thaûi vaø nhöõng chaát thaûi töø saûn xuaát coâng nghieäp coù Cu vaø Zn cao. Noàng ñoä cho pheùp töø caùt ñeán ñaát seùt laø khoaûng 25-150 kg/ha Cu, 2 - 4,5 kg/ha Cd, 50 - 300 kg/ha Zn, 10 - 60 kg/ha N, 100-600 kg/ha Pb vaø Cr. Löôïng Cu coù theå öùc cheá caùc chaát höõu cô hoùa sinh cuõng nhö caùc chaát dinh döôõng. Cöøu treân ñoàng coû nhaän löôïng phaân boùn naøy qua coû seõ bò ruûi ro vì chuùng tieáp nhaän moät löôïng Cu. Ñaëc bieät, nguy hieåm naøy seõ raát lôùn khi löôïng phaân boùn ñöôïc cung caáp tröïc tieáp cho ñoàng coû maø khoâng troän laãn vôùi ñaát.

214

5.4.5. Moái quan heä Cu thoâng qua ñaát - ñoäng vaät - thöïc vaät Söï thieáu Cu ñoái vôùi loaøi gaëm coû bieåu hieän khi Cu trong ñaát thaáp

hoaëc ñoái vôùi ñaát chöùa Mo cao hoaëc coù taùc ñoäng qua laïi giöõa Cu, Mo, S. Löôïng Cu trong coû vaø caây troàng treân ñoàng coû leä thuoäc vaøo löôïng Cu trong ñaát coù cuøng vôùi caùc giai ñoaïn phaùt trieån trong naêm vaø phuï thuoäc vaøo caùc cheá ñoä phaân boùn.

Ñaäu coù khuynh höôùng haáp thuï soá löôïng Cu lôùn hôn coû. Trong moät soá tröôøng hôïp, caùc loaøi traùi muøa hoaëc coû daïi, coù theå cuõng khoâng taêng löôïng Cu haáp thuï ôû caùc vaät nuoâi aên coû. Ñoàng coû hoãn hôïp chöùa löôïng Cu töø 20 - 25 mg/kg; trong nguyeân lieäu thoâ thöôøng chöùa ít hôn 10 mg/kg. Phaân boùn töø gia caàm vaø heo coù löôïng Cu thay ñoåi ít hôn vì coù chöùa tyû leä Cu töông töï nhö löôïng buøn thaûi coù chöùa Cu.

Löôïng Cu thöøa trong ñaát khoâng ñöôïc giöõ ôû möùc > 20 - 30 mg/kg. Vì ôû möùc naøy löôïng thöùc aên cho ñoäng vaät aên coû seõ khoâng an toaøn cho cöøu vaø gia suùc, khi möùc ñoä Mo cuûa ñaát trong khoaûng töø 2 - 5 mg/kg vaø pH ≥ 6. Tuy nhieân, neáu thuù aên coû tröïc tieáp treân ñoàng seõ haáp thu gaáp 10 laàn löôïng Cu trong ñaát ñi vaøo trong coû. Nöôùc töø gieáng vaø caùc nguoàn soâng suoái khaùc phuïc vuï cho söï tieâu duøng cuûa con ngöôøi thì phaûi luoân luoân ôû döôùi 1 mg/kg Cu. Ñoù laø neàn taûng trong vieäc xem xeùt muøi vò nöôùc. Bôûi vì, söï oâ nhieãm Cu trong nöôùc gaây muøi ñaëc tröng. Haàu nhö coù nhöõng möùc qui ñònh khaùc nhau veà tieâu chuaån cho pheùp Cu trong nöôùc uoáng ôû nhöõng nöôùc khaùc nhau.

Haèng ngaøy, löôïng Cu laáy vaøo cô theå luoân luoân vöôït quaù lieàu löôïng cho pheùp (yeâu caàu laø 2 mg/ngaøy). Trong caên beänh Wilson's maø nguyeân nhaân laø Cu tích luõy trong gan, khi noù ñaõ baét ñaàu nhieãm saâu vaøo cô theå, seõ xuaát hieän daáu hieäu baát lôïi cho moâ haïch neân caàn chöõa sôùm ngay khi môùi baét ñaàu phaùt hieän. Tuy nhieân, bieåu hieän laâm saøng luoân khoâng phaùt ra tröôùc 5 naêm. Beänh Wilson's laø beänh hieám vaø coù theå ñöôïc haïn cheá vaø ngaên chaën baèng thuoác chöõa beänh. Vôùi haàu heát beänh nhaân, phöông phaùp chöõa baèng vi löôïng coù theå ngaên caûn söï tích luõy quaù möùc cuûa Cu.

5.4.6. Nhaän xeùt chung veà Cu Treân theá giôùi, vieäc quaûn lyù Cu trong ñaát, haàu heát laø ôû moät möùc ñoä

naøo ñoù, thì gioáng nhö Al, neáu pH khoâng duy trì ñöôïc trong khoaûng mong muoán (6 - 7 cho nhieàu muøa vuï). Tính chaát hoùa hoïc cuûa Cu trong ñaát ôû moät möùc naøo ñoù gioáng Pb vaø caû hai daïng naøy ñeàu ñaëc tröng cho tính huùt baùm hay tính keát dính cuûa ñaát. Chuùng ta caàn chuù yù caùc ñieåm sau:

215

1. Caùc khoaùng chaát trong ñaát töø chaát thaûi chöùa Cu cao, bao goàm chaát thaûi buøn, phaân boùn töø gia caàm vaø heo vaø caùc nguoàn Cu khaùc neân ñöôïc xaùc ñònh ñeå bieát hieäu quaû cuûa Cu trong chu trình nitrogen. AÛnh höôûng giaùn tieáp naøy cuûa Cu coù leõ roõ hôn ñoái vôùi caùc khoaùng chaát trong ñaát

2. Phöông phaùp phaân tích hieän haønh (duøng maùy ICP) ñöôïc söû duïng vaø caùc phöông phaùp khaùc ñang ñöôïc phaùt trieån ñeå xaùc ñònh thaønh phaàn cô hoïc coù chöùa Cu trong buøn; caùc nguyeân lieäu töø thöïc vaät vaø caùc hoãn hôïp neân ñöôïc tieáp tuïc vôùi coâng cuï phaân tích coù ñoä chính xaùc cao, phaùt hieän Cu trong dung dòch vôùi ñoä sai bieät 1 μm. Ngöôøi ta coù theå phaùt hieän nhieàu döõ lieäu hôn veà aûnh höôûng cuûa hoùa hoïc, sinh hoïc, khoaùng hoïc cuûa Cu, khi xaùc ñònh ñöôïc hoaït ñoäng cuûa dung dòch trong khoaûng töông öùng 10-2 –10-6 ppm.

5.5. ARSENIC (As) 5.5.1. Giôùi thieäu

Arsenic ñöôïc raát nhieàu ngöôøi bieát ñeán vì nhöõng tính ñoäc cuûa moät soá hôïp chaát coù chöùa noù. May maén laø luoân coù nhieàu khaùc bieät lôùn trong tính ñoäc cuûa töøng hôïp chaát khaùc nhau vaø nhöõng loaïi thöôøng tìm thaáy trong ñaát troàng khoâng phaûi ñeàu ñoäc. Söï haáp thu As cuûa nhieàu caây troàng treân ñaát lieàn khoâng quaù lôùn; thaäm chí, ngay ôû ñaát troàng töông ñoái nhieàu As, caây troàng thöôøng khoâng chöùa löôïng As gaây nguy hieåm.

Caùc hôïp chaát As tröôùc kia ñöôïc loaøi ngöôøi söû duïng suoát nhieàu ngaøn naêm. Phaàn naøy cuûa saùch seõ cung caáp ôû möùc ñoä toång quan veà söû duïng As vaø sô löôïc veà taùc haïi ñoái vôùi söùc khoûe, veà nhöõng thay ñoåi trao ñoåi chaát ôû ñoäng vaät, thöïc vaät, con ngöôøi.

Ngaøy nay, ngöôøi ta raát thöôøng duøng hôïp chaát As ñeå saûn xuaát thuoác tröø saâu boï, thuoác baûo veä traùi caây, thuoác kích thích taêng tröôûng cho heo, boø, traâu.

Thoâng tin treân Internet (www.biotech.org) veà söï tuaàn hoaøn khaép toaøn caàu cuûa As cho thaáy raèng thieân nhieân ñaõ ñöa vaøo baàu khí quyeån 45.000 taán As/ naêm, trong khi caùc nguoàn nhaân taïo chæ theâm vaøo baàu khí quyeån khoaûng 28.000 taán As/naêm. ÔÛ ñaát troàng, möùc ñoä As töï nhieân phuï thuoäc vaøo loaïi ñaù meï cuûa ñaát naøy, möùc bình thöôøng bieán thieân töø 1 – 40 mg/kg As, ôû ña soá ñaát troàng luoân thaáp hôn 1/2 möùc naøy. Möùc As coù theå cao hôn do söï khoaùng hoùa, söï oâ nhieãm bôûi hoaït ñoäng coâng nghieäp (ñaëc bieät laø caùc xöôûng cheá ñoàng) vaø vieäc söû duïng thuoác tröø saâu chöùa As.

216

As khaùc haún moät soá KLN bình thöôøng, vì ña soá caùc hôïp chaát As höõu cô ít ñoäc hôn caùc hôïp chaát As voâ cô. Trong khi coù moät soá ñieåm töông ñoàng hoùa hoïc vôùi P, hoùa hoïc ñaát troàng cuûa As ña daïng hôn, bôûi vì noù coù theå toàn taïi ôû nhieàu hôn moät traïng thaùi oxy hoùa döôùi möùc cheânh leäch bình thöôøng ôû ñaát troàng vaø As coù theå taïo caùc lieân keát vôùi S vaø C deã daøng hôn P.

5.5.2. Söï xuaát hieän cuûa As mang tính chaát ñòa hoùa

Treân 200 khoaùng chaát coù chöùa As ñaõ ñöôïc nhaän daïng, vôùi xaáp xæ 60% laø arsenate, 20% sulfide vaø muoái sulfur, 20% coøn laïi goàm coù arsenide, arsenite, oxide vaø phaân töû As. Phaàn chaát khoaùng As thöôøng coù nhaát laø arsenopyrite (FeAsS) vaø As thöôøng keát hôïp vôùi moät soá loaïi traàm tích khoaùng, ñaëc bieät laø caùc traàm tích khoaùng hoùa sulphide. Söï coâ ñaëc As keát taùc coù theå bieán ñoåi töø moät vaøi phaàn trieäu cho ñeán vaøi % thöïc theå.

Töông ñoái ít coù khaùc bieät veà haøm löôïng As trong ñaù ngoaïi tröø möùc As bò taêng leân töø söï keát hôïp khoaùng hoùa. Giaù trò trung bình cuûa möùc 2 mg/kg döôøng nhö thöôøng xuaát hieän ôû ñaù traàm tích vaø do nuùi löûa taïo thaønh, nhöng ñaù haït seùt mòn vaø phoát phoite coù trung bình 10 - 15 mg As/kg. Möùc As cao thöôøng phoái hôïp vôùi söï hieän dieän cuûa caùc chaát khoaùng coù sulfide nhö pyrite. Löôïng As cuûa ñaù bieán chaát gioáng nhö löôïng As coù trong ñaù traàm tích vaø ñaù do nuùi löûa taïo thaønh.

As thöôøng ñöôïc duøng laøm "chaát tìm ñöôøng" hay phaàn töû chæ thò khi caùc phöông phaùp thaêm doø ñòa hoùa ñöôïc söû duïng ñeå nhaän bieát traàm tích khoaùng. As laø phaàn töû chæ thò cöïc kyø toát vì noù keát hôïp ñöôïc vôùi ña soá loaïi traàm tích khoaùng. Möùc neàn cuûa As trong ñaù raát thaáp, noù thöôøng taïo laäp caùc giai ñoaïn deã tan vaø bay hôi nhanh hôn caùc yeáu toá ñaïi löôïng (nhaân toá chuû yeáu) maø As keát hôïp. Chính vì vaäy, As phaân taùn roäng hôn. Caùc phöông phaùp phaân tích nhaïy caûm ñöôïc trieån khai ñeå doø tìm caùc KLN quyù hieám. Noù ñaëc bieät coù ích ñoái vôùi traàm tích Au vaø Ag, nhöng noù cuõng keát hôïp caùc kim loaïi Bi, Cd, Co, Cu, Fe, Hg, Mo, Ni, Pb, Pt, caùc traàm tích Sb, Se, Sn, U, W vaø Zn.

5.5.3. Nguoàn goác cuûa As

5.5.3.1. Nhöõng thaønh phaàn cô baûn cuûa ñaát

• Coù chuùt ít söï khaùc nhau giöõa caùc loaïi ñaù do nuùi löûa taïo thaønh vôùi söï taäp trung trong phaïm vi < 1 - 15 mg As/kg.

217

• Ñaát ñaù caën (ñaù phieán seùt nham thaïch, ñaát laày, ñaù baûng) ñaùng chuù yù laø As coù möùc cao hôn khoaûng (< 1 - 900 mg/kg) so vôùi sa thaïch vaø ñaù voâi (< 1 - 200 mg/kg).

• Ñaù photphat coù khoaûng < 1 - 200 mg/kg.

• As coù khaû naêng keát hôïp vôùi S coù nghóa laø noù coù khuynh höôùng ñöôïc hoaøn thaønh caáu truùc ñieän töû baèng caùch lieân keát vôùi chaát laéng voâ cô sinh ra sulphur, taïo ra quaëng As, cuõng nhö laø moät phaàn töû nhoû cuûa nhöõng quaëng sulphur khaùc. Ñieàu naøy laøm taêng theâm lieàu löôïng As trong ñaát ôû nhöõng khu vöïc ñöôïc khoaùng hoùa.

As trung bình trong 169 maãu ñaát nguyeân nhieãm (khoâng bò laøm baån) laø 10 mg/kg. Trong moät khu khoaùng hoùa vaø nhöõng khu vöïc xung quanh noù, ôû lôùp ñaát 0 – 5cm, coù haøm löôïng 424 mg/kg vaø 29–51 mg/kg; trong luùc ñoù, ôû ñaù nguyeân nhieãm chæ coù 29 - 51 mg/kg.

Roõ raøng, giaù trò bình thöôøng cuûa ñaát nguyeân nhieãm cao hôn so vôùi ñaù nguyeân nhieãm, chaéc raèng noù coøn lieân quan ñeán söï löu giöõ As trong ñaát. Theo soá lieäu chuùng toâi (taùc giaû) thu thaäp ñöôïc, löôïng As trong ñaát ôû Na Uy cho thaáy raèng, taàng döôùi taàng muøn, haøm löôïng bình thöôøng chöùa 2 mg/kg, coøn trong taàng ñaát muøn leân ñeán 10 mg/kg, maø nguyeân nhaân laø do söï oâ nhieãm khí quyeån. AÛnh höôûng cuûa oâ nhieãm khí quyeån vaø nhöõng dò thöôøng ñòa hoùa hoïc, cuøng vôùi söï lieân keát coù choïn loïc ñaõ xaùc ñònh caùc taùc nhaân töông hôïp As.

5.5.3.2. Caùc chaát lieân quan ñeán noâng nghieäp

Arsenic phöùc hôïp ñöôïc söû duïng roäng raõi laøm chaát dieät coân truøng hôn 100 naêm qua, nhöng töø naêm 1970-1980, ngöôøi ta ñaõ giaûm xuoáng phaân nöûa. AÛnh höôûng cuûa ñoäc toá As ñeán thöïc vaät ñöôïc söû duïng laøm thuoác dieät coû vaø chaát laøm khoâ, giuùp cho boâng vaûi thu hoaïch deã daøng hôn sau khi ruïng laù. Tuy nhieân, cuõng coù moät moái baän taâm veà vieäc gia taêng As toàn dö trong ñaát vaø caùc caën baõ laéng döôùi ñaùy hoà sau khi ñaõ söû duïng moät löôïng lôùn As höõu cô. Keát quaû laø nhöõng thöù thuoác dieät coân truøng khaùc ñaõ thay theá caùc phöùc chaát As, nhö muoái arsenic chì, thöôøng ñöôïc söû duïng trong caùc vöôøn caây aên traùi ñeå kieåm soaùt söï phaù hoaïi cuûa coân truøng. Sodium arsenic ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi laøm chaát dieät coû, dieät rong reâu vaø laøm ruïng laù khoai taây gioáng.

218

Gaàn ñaây, ngöôøi ta ñaõ öôùc löôïng toaøn theá giôùi coù khoaûng 8000 taán As/ naêm duøng laøm thuoác dieät coû, khoaûng 12000 taán As/ naêm ñeå laøm khoâ boâng vaûi vaø 16000 taán/ naêm ñeå baûo quaûn goã. Tyû leä duøng thuoác saùt truøng thöôøng ôû möùc 2 - 4 kg As/ha, nhöng löôïng demethylarsinic acid coù theå ñöôïc duøng gaáp 3 laàn. Ngoaøi ra, moät löôïng nhoû phöùc chaát As höõu cô ñöôïc duøng laøm thöùc aên theâm cho gia suùc ôû möùc 10-50 mgAs /kg, ñeå thuùc ñaåy söï taêng tröôûng cuûa gaø taây vaø heo. Phöùc chaát naøy bò baøi tieát nhanh thöôøng laø vôùi moät söï thay ñoåi veà hoùa hoïc taát yeáu ñang xaûy ra.

Öôùc tính trong phaân boùn coù chöùa trung bình 7,7 mg As /kg ñaù phosphate. Löôïng phaân laân trung bình ñöôïc boùn laø 54,5 kg/ha/vuï. Ñieàu kieän bình thöôøng cuûa As cho ñaát troàng troït trong phaân khoaûng 0,12mg As/m2. Ñaây laø hieän töôïng laøm taêng chaát ñoäc töông ñöông vôùi khoaûng 0,05% (vôùi trong ñaát ôû ñoä saâu khoaûng 20cm).

Möùc ñoä cuûa As trong phaân N vaø K õ khoâng ñaùng keå vaø tính chaát As theâm vaøo qua boùn voâi cuõng nhoû, phaûn aùnh moät löôïng As seõ ñöôïc tìm thaáy trong ñaù voâi. Noàng ñoä cuûa As trong phaân boùn aûnh höôûng ñeán loaøi vaät, ngay ôû moät möùc ñoä thaáp trong thöùc aên. Trong tröôøng hôïp ñoù, söï taäp trung cuûa chaát ñoäc trong phaân boùn töø 30 - 40 mg/kg troïng löôïng khoâ.

5.5.3.3. Chu trình phaùt thaûi oâ nhieãm As cuûa doøng khí quyeån

Söï thay ñoåi cao cuûa moät soá loaïi As keùp cho thaáy raèng chu trình sinh - ñòa - hoùa hoïc cuûa As bao goàm nhöõng doøng ñaëc bieät xuyeân qua khí quyeån. Tuy nhieân, löôïng thoaùt hôi ñöôïc öôùc tính chæ khoaûng 7% troïng löôïng khí quyeån, phuï thuoäc vaøo thôøi kyø tính toaùn.

Gaàn ñaây, öôùc tính doøng khí quyeån cho thaáy raèng, löôïng As theo doøng khí quyeån khoaûng 73.540 taán/ naêm, vôùi tyû leä 60:40 giöõa töï nhieân vaø nguoàn goác nhaân taïo. Söï so saùnh naøy, vôùi öôùc tính treân 31.400 taán/naêm thì tyû leä töï nhieân so vôùi nhaân taïo laø 25:75; hoaëc neáu löôïng naøy laø 296.470 taán /naêm thì tyû leä töï nhieân/nhaân taïo seõ laø 70:30. Nriagu (1998) laïi öôùc tính trong doøng khí quyeån As laø 18.800 taán/naêm.

Khoái löôïng cuûa As taïi nhieàu vuøng noâng thoân treân toaøn caàu khoaûng 0,8-5,5 mg/m2/naêm. Neáu tyû leä trung bình cuûa As ôû möùc treân 1 mg/m2/naêm thì söï taêng voït cuûa khoái löôïng As trong taàng ñaát maët (ñoä saâu trung bình laø 5cm) seõ laø 0,15% (löôïng trung bình naøy trong ñaát laø 10 mg/kg vôùi tyû troïng ñaát laø 1,4 g/cm3). Tuy nhieân, ngöôøi ta tính ñöôïc raèng, coù khoaûng

219

35% As töø khí quyeån boå sung cho ñaát, neáu tyû leä trung bình cuûa söï taêng tröôûng laø 0,05% ôû phía Baéc baùn caàu vaø 0,02% ôû phía Nam baùn caàu. Nhìn toång quaùt, ngöôøi ta chaáp nhaän tyû leä As trung bình 0,44-0,50 mgAs/m2/naêm ôû phía Baéc baùn caàu vaø 0,16-0,21 mgAs/m2/naêm ôû phía Nam baùn caàu.

Söï hoaït ñoäng cuûa nuùi löûa laø nguoàn goác töï nhieân quan troïng nhaát cuûa nguoàn oâ nhieãm As. Sau ñoù, thay ñoåi haøm löôïng vaø noàng ñoä oâ nhieãm As treân moät phaïm vi nhoû thì khí quyeån ñoùng vai troø noåi baät.

Loø luyeän ñoàng vôùi vieäc ñoát than ñaù laø moät hieän töôïng ñoùng goùp vaøo khoaûng 20% toång soá As. Löôïng phaùt thaûi naøy phuï thuoäc vaøo neàn coâng nghieäp hoùa ñaát nöôùc vaø möùc ñoä kieåm tra söï oâ nhieãm. Theo öôùc tính, ôû chaâu AÂu vaøo naêm 1979 ñaõ phaùt thaûi toång soá 6500 taán As töø 28 nöôùc, nhöng 65% toång soá ñöôïc phaùt thaûi töø 3 nöôùc (Lieân Xoâ (cuõ), Ñöùc, Phaàn Lan), coøn Bæ, Taây Ban Nha vaø Phaùp chieám 14%.

5.5.3.4. Thaønh phaàn chaát thaûi trong heä thoáng coáng raõnh

Noàng ñoä cuûa As trong buøn coáng raõnh phaûn aùnh trình ñoä coâng nghieäp ñöôïc thöïc hieän bôûi heä thoáng xöû lyù raùc cuûa moãi vuøng.

As chuû yeáu coù nguoàn goác töø beà maët ñaát, töø trong khí quyeån, vaø caû As töø dö löôïng thuoác tröø saâu.

Chaát taåy truøng coù nguoàn goác phosphate cung caáp moät löôïng nhoû oâ nhieãm As töø vieäc thaûi caùc chaát thaûi coâng nghieäp. Nhöõng nhaø maùy saûn xuaát KLN laø nguoàn thaûi As nhieàu nhaát, coù theå theâm vaøo moät löôïng lôùn trong phaïm vi khoaûng 0 - 188mg As/kg. Trung bình khoaûng 8mg As/kg troïng löôïng khoâ ñaõ ñöôïc phaùt hieän töø caën buøn raùc ñaõ ñöôïc xöû lyù treân ñaát noâng nghieäp so vôùi 10mg As/kg troïng löôïng khoâ cho taát caû chaát caën buøn.

Löôïng caën buøn ñaùy thöôøng gaây oâ nhieãm cao hôn so vôùi ñoát chaát thaûi vaø trung bình khoaûng 29mg As/kg troïng löôïng khoâ. Neáu nhö khoâng tính ñeán nguy haïi, cöù theâm vaøo khoaûng 5 taán caën buøn ñaùy/ha, tyû leä vôùi söï theâm As laø 4mg/m3. Ñieàu naøy taïo neân söï tích luõy hôn 30 laàn lôùn hôn so vôùi chaát As theâm vaøo töø thuoác tröø saâu coù nguoàn goác phosphate vaø laøm taêng cao khoaûng 0,15% As treân 20cm ñaát maët. Bôûi vì, nhöõng vuøng söû duïng ñeå chöùa caën buøn raùc quaù nhoû so vôùi thuoác tröø saâu goác phosphate ñöôïc cung caáp khoaûng 25 taán As/ naêm ñöôïc theâm vaøo qua caën buøn vaø 6,1 taán As/naêm vôùi taát caû thuoác tröø saâu coù nguoàn goác phosphate.

220

5.5.3.5. Caùc nguoàn oâ nhieãm As khaùc

Trong ñaát hoang pheá, coù hieän töôïng As keát hôïp vôùi chaát voâ cô cao. Coù nôi, oâ nhieãm As do nguyeân lieäu As taäp trung nhieàu thaønh ñoáng vôùi troïng löôïng hôn 40.000 mg As/kg ôû Virginia (Myõ) vaø hôn 25.000 mg/kg ôû Anh. Möùc ñoä As giaûm xuoáng nhanh choùng khi vuøng ñaát ñoù xa nguoàn gaây oâ nhieãm. Maët khaùc, As aûnh höôûng ñeán möùc ñoä oån ñònh cuûa ñaát, baèng vieäc laøm hö hoûng nguyeân lieäu cuøng vôùi söï phaân taùn vaø röûa troâi taïo thaønh nhöõng ñöôøng moøn. Ñieàu ñoù ñöôïc ghi nhaän ôû nhöõng vuøng troàng troït khaùc nhau vaø xuaát hieän ôû nôi coù As ôû noàng ñoä cao.

Söï gia taêng moät khoái löôïng lôùn As toång hôïp (khoâng nhö Cu, Br, arsenate hoaëc anion Cu) khoâng theå do nhöõng nguyeân nhaân tröïc tieáp gaây oâ nhieãm trong ñaát. Moät vaøi ñieåm, As ôû möùc ñoä cao ñöôïc tìm thaáy ôû trong ñaát vôùi noàng ñoä khoaûng 10 - 220 mg/kg, nhöng chuùng bò suït giaûm trôû laïi trong ñaát theo ñoä saâu khoâng quaù moät vaøi cm. Moät soá trong ñoù coù theå toàn taïi ôû trong ñaát ñeán 30 naêm. Söï phaân taùn cuûa chuùng trong töông lai coù theå laø nguyeân nhaân quan troïng cuûa söï chaùy röøng vaø hôn theá nöõa laø laøm aûnh höôûng ñeán söï phaân boá nguyeân lieäu trong töï nhieân cuõng nhö söï phoùng thích As vaøo khí quyeån. Möùc ñoä As thoâng thöôøng khoaûng 7-60 mg/kg nhöng ñieåm cöïc ñaïi cuûa noù coøn lôùn hôn nhieàu, coù theå leân ñeán 200 mg/kg ñaõ ñöôïc ghi nhaän khi coù söï phaù huûy hoaøn toaøn.

Ñaù phieán seùt trong caùc moû daàu chöùa khoaûng 50 mgAs/kg vaø haàu heát taát caû nhöõng nguoàn naêng löôïng cuûa As ñoù ñöôïc giöõ laïi trong ñaù phieán seùt nham thaïch.

Töôùi baèng nöôùc nhieãm As coù theå taïo oâ nhieãm treân nhöõng vuøng khaùc nhau. OÂ nhieãm do töôùi nöôùc seõ taêng do söï bay hôi nöôùc. Möùc ñoä cuûa As trong beà maët nöôùc vaø nöôùc ôû trong ñaát thoâng thöôøng > 2 – 3 mg/l, coù theå cao hôn treân 35 mg/l neáu nhö coù quaù trình hoaït ñoäng thuûy nhieät trong nuùi. Tuy nhieân, vieäc töôùi nöôùc vaøo trong ñaát caùt coù nghóa laø söï taäp trung cuûa 50 mg/l As coù theå töø nguoàn nöôùc trong ñaát (Haøm löôïng cuûa As töø 26 mg/l – 150 mg/l). Söï saûn xuaát naêng löôïng hoùa hoïc maø ôû ñoù möùc ñoä hoøa tan chöùa As cao ñaõ laøm gia taêng oâ nhieãm As.

- Vieäc naïo veùt buøn ñaùy töø soâng vaø cöûa soâng coù theå chöùa ñöïng haøm löôïng As cao bôûi söï oâ nhieãm cuûa soâng baét nguoàn töø con ngöôøi. Treân soâng Rhine, ôû beán taøu Rotterdam, trong buøn ñaëc chöùa khoaûng 23 mg/kg As. Noàng ñoä As ban ñaàu trong nöôùc chæ khoaûng 8 mg/l.

221

5.5.4. Haønh vi hoùa hoïc cuûa As

As coù caáu hình ñieän töû lôùp ngoaøi cuøng laø 4s2, 4p3 vaø naèm ôû trong nhoùm caùc nguyeân toá N, P, Sb, Bi. Söï giaûm bôùt soá ñieän töû tính töø treân xuoáng trong nhoùm naøy khoâng ñöôïc nhaän bieát ñaày ñuû nhö laø caáu truùc cuûa kim loaïi hoaëc laø caùc ion döông. As thöôøng ñöôïc moâ taû nhö laø moät nguyeân toá phi kim nhöng vôùi muïc ñích moâ taû nhöõng haønh vi hoùa hoïc trong ñaát, coù theå nghó raèng noù laø moät phi kim loaïi daïng lieân keát hoaëc laø ñöôïc tìm thaáy trong nhöõng loaïi ion aâm.

Coù ñieåm töông töï giöõa thaønh phaàn hoùa hoïc cuûa As vaø P trong ñaát, nghóa laø caû hai ñeàu coù thaønh phaàn daïng oxy acid coù soá oxy hoùa laø 5 trong ñaát. Tuy nhieân, phosphate coù ñieän theá Eh vaø pH lôùn hôn As. As cuõng ñöôïc tìm thaáy ôû trong ñaát coù soá oxy hoùa laø 3 vaø caùc chæ soá khaùc maø caùc thaønh phaàn ñoù khoâng coù trong P.

Nguoàn töï nhieân cuûa As trong ñaát chính laø chöùa caùc chaát voâ cô muoái löu huyønh. Thoâng thöôøng, söï oxide hoùa treân beà maët traùi ñaát do khí haäu töøng vuøng daãn ñeán taïo ra oxit acid base treân soá oxy hoùa 5. Ñieän theá Eh vaø pH trong ñaát coù theå cho soá hoùa trò cuûa As laø V hoaëc III vôùi nhöõng hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät nhoùm methyl, Dimethyl hoaëc söï thay ñoåi soá oxy hoùa vaø söï toàn taïi cuûa nhoùm S neáu noù coù theå laøm giaûm ñieàu kieän hình thaønh cuûa As sulfide voâ cô. Hôn nöõa, nhaân toá gaây khoù khaên coù theå do söï coù maët cuûa caùc chaát voâ cô töø ñaát seùt oxide Fe vaø oxide Al vaø vaät chaát sinh hoïc.

Söï caân baèng As acid (hoùa trò III vaø IV) coù söï hoøa tan thaáp hôn ñoä pK laø giaù trò cho bieát nhöõng hôïp chaát coù phaûn öùng nhieät ñoäng hoïc ôû haàu heát treân maët ñaát bình thöôøng coù ñoä pH töø 4 – 8 nhö H3AsO3 coù theå pH leân ñeán 9, H2AsO4 , pH = 2 ÷ 7, 2

4HAsO − thì pH > 7.

Arsenic acid

H3AsO4 + H2O ⇔ H2AsO4- + H3O+ pK2 2,20

H2AsO4- + H2O ⇔ HasO4

2- + H3O+ pK2 6,97

HAsO42- + H2O ⇔ AsO4

3- + H3O+ pK2 11,63

Arseneans acid

H3AsO3 + H2O ⇔ H2AsO3- + H3O+ pK2 9,22

H2AsO3 + H2O ⇔ HasO42-

+ H3O+ pK2 12,13

222

HAsO3 + H2O ⇔ AsO33-

+ H3O+ pK2 13,4

Khi theá oxy hoùa khöû Eh coù giaù trò döôùi 300mV, taïi pH = 4 vaø 100mV, taïi pH = 8, H3AsO3 trôû neân coù phaûn öùng nhieät ñoäng hoïc oån ñònh hôn loaïi As khi keát hôïp vôùi nhoùm sinh vaät goác methyl. Söï thay ñoåi tæ leä Eh/pH thöôøng khoâng xaûy ra mau leï trong heä thoáng. Vì theá, phaàn lôùn söï khaùc nhau cuûa As toàn taïi ôû nhöõng loã thoaùt nöôùc trong ñaát coù theå khoâng gioáng nhö söï lyù giaûi thoâng thöôøng.

Thay ñoåi trong tæ leä As (V) ñeán As (III) coù theå ñem ñeán söï tinh khieát caùc thaønh phaàn hoùa hoïc bôûi söï thay ñoåi cuûa Eh/pH. Söï coù maët cuûa vi sinh vaät cuõng coù theå bao goàm nhöõng hoaït ñoäng laëp ñi laëp laïi nhieàu laàn theo moät chu trình. Trong phaân töû nhoùm methyl cuûa oxy acid coù theå coù nhöõng daïng nhö: monomethylarsihic CH3AsO(OH)2, dimethylarsinic acid (cacadilic acid), (CH3)2AsO(OH), trimethylarsenic oxyt (CH3)3AsO, trimethylasenic (CH3)3As, dimethylarsenic (CH3)2AsH. Caùc phaûn öùng sinh hoïc cuûa methyl döïa treân hoaït ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät vaø caùc hôïp chaát toàn taïi trong ñaát. Moät vaøi loaøi vi sinh vaät coù theå ñoàng hoùa hoaøn toaøn methyl nhö laø moät hôïp chaát trong haàu heát caùc ñieàu kieän pH. Traùi laïi, cuõng coù moät soá loaøi vi sinh vaät khaùc chuû yeáu laøm haïn cheá söï taùc ñoäng cuûa caùc cô chaát ñoàng hoùa methyl vaø chuùng coù theå saûn xuaát ra methyl.

(CH3)AsO(OH)2 ôû 25oC coù caùc giaù trò pK laø 4,19 vaø 8,77, vì theá maø caùc ion H+ vaø (CH3)AsO2(OH)- seõ laø nhöõng loaïi chính ñöôïc tìm thaáy trong ñaát coù ñoä pH bình thöôøng. Tuy nhieân, khi giaù trò pK cuûa acid dimethylarsenic laø 6,27 thì söï thay ñoåi töø daïng döông tính chuyeån sang aâm tính, (CH3)2AsO2

- seõ xaûy ra khi noàng ñoä pH ≈ 6.

Caùc khoù khaên trong vieäc xaùc ñònh caùc loaïi As coù trong ñaát ñaõ ñöôïc phaûn aùnh trong moät soá taøi lieäu. Caùc raéc roái khi coâ laäp vaø baûo quaûn caùc pha vaø baát cöù chaát naøo hoøa tan ñöôïc trong dung dòch ñaát cho thaáy muoán baûo haønh toát caùc daïng As phaûi bieát haàu heát caùc thoâng tin veà tính chaát hoùa hoïc cuûa ñaát.

Dung dòch ñaát ñöôïc thu thaäp töø khu vöïc Tamar Valley ôû Taây Nam nöôùc Anh, nôi coù söï gia taêng töï nhieân veà möùc ñoä lieân keát cuûa thuûy nhieät Sn/Cu/As caùc chaát traàm tích vôùi nhau, bao goàm arsenal, arsenite vaø acid monomethylarsenic theo thôøi kyø. Arsenate chieám 90% caùc chaát hoøa tan trong ñaát haùo khí, bao goàm caû ñaát coù khoaùng saûn vaø ñaát khoâng coù khoaùng

223

saûn. Khoâng coù acid monomethylarsenic trong caùc maãu dung dòch ñaát, maø noù ñöôïc tìm thaáy trong haàu heát caùc maãu töø caùc vuøng ñaát coù khoaùng saûn, vôùi ñoä tan cuûa noù ñeán 3 - 11%. Maët khaùc, noù chæ hieän dieän moät caùch ñaëc bieät trong nöôùc ôû nhöõng khu vöïc khoâng coù khoaùng saûn. Trong caùc vuøng ñaát ngaäp nöôùc, thaønh phaàn chuû yeáu laø As (III), chæ coù daáu veát cuûa loaïi acid monomethylarsenic. Nhìn chung, tyû leä % soá löôïng As (III) vaø acid monomethylasenic ñöôïc lieân heä ñoái laäp vôùi söï nghòch ñaûo veà moái quan heä giöõa caùc tyû leä vôùi nhau. Söï bieán ñoåi arsenate thaønh arsenite coù theå ñöôïc thöïc hieän bôûi caùc taùc ñoäng cuûa vi sinh vaät hoaëc do söï thay ñoåi veà ñieàu kieän hoùa lyù maø khoâng keå ñeán taùc ñoäng cuûa vi khuaån. Vieäc taïo thaønh acid monomethylarsenic cho thaáy raèng, caùc taùc ñoäng cuûa vi khuaån ñeàu ñoàng haønh vôùi söï taïo thaønh acid naøy trong ñaát. Trong caùc loaïi ñaát bò taùc ñoäng bôûi caùc loaïi thuoác tröø saâu chöùa arsenic, tìm thaáy caùc loaïi acid dimethylarsinic nhö laø nhöõng thaønh phaàn chuû yeáu.

Taïi khu vöïc cöûa soâng Tamar, nôi nhaän caùc chaát caën baõ töø vuøng khoaùng saûn ñöôïc ñeà caäp ôû treân, caùc maãu laáy gaàn cöûa soâng coù noàng ñoä methylated cao hôn caùc loaïi maãu khaùc. Keát quaû nghieân cöùu cho thaáy, As coù lieân heä ñeán caùc taùc ñoäng cuûa sinh vaät, caùc loaøi thöïc vaät lôùn. Söï coù maët cuûa acid monomethylarsenic coù quan heä ñeán söï taùc ñoäng cuûa vi khuaån trong caën laéng vaø caùc möùc ñoä cuûa acid dimethylarsenic ñöôïc cho laø saûn phaåm cuûa macrophytes.

Caùc hôïp chaát arsenic deã bay hôi, ñöôïc saûn sinh ra trong ñaát, laïi coù quaù trình khaùc. Moät soá nghieân cöùu ñaõ chæ ra raèng, caùc arsine deã bay hôi ñöôïc sinh ra töø caùc baõi coû vaø vuøng ñaát aåm thaáp; coøn arsine vaø methylarsine ñöôïc sinh ra töø ñaát oâ nhieãm bôûi arsenate, arsenite, monomethylarsenate hoaëc dimethylarsenate. Tuy nhieân, coù moät vaøi nhaän ñònh raèng, nhöõng hôïp chaát höõu cô trong baàu khí quyeån coù nguoàn goác töø moâi tröôøng ñaát bay hôi taïo neân.

Maëc duø coù söï oån ñònh roõ raøng cuûa caùc loaïi ion coù tính hoøa tan, noàng ñoä cuûa chuùng trong dung dòch ñaát thöôøng thaáp (< 10 mg/l), tröø caùc vuøng khoaùng saûn. Quaù trình loïc caùc chaát naøy töø ñaát bò ngaên caûn bôûi söï coù maët cuûa caùc phöùc chaát daïng chalate cuûa Fe vaø Al, nguyeân lieäu chaát höõu cô vaø ñaát seùt.

Pieric vaø Moore's (1995), nghieân cöùu veà söï huùt thaám beà maët cuûa arsenate vaø arsenite treân caùc oxide Fe keát tinh, ñaõ keát luaän raèng, coù hai ñieåm löu yù:

224

1- söï huùt thaám beà maët ban ñaàu cuûa arsenate, vaø 2- arsenite coù theå ñöôïc moâ taû bôûi ñöôøng ñaúng nhieät, nôi maø ñoà thò cuûa C/S laø ñöôøng tuyeán tính, vò trí C bieåu hieän noàng ñoä hoøa tan cuûa caùc chaát.

Ñöôøng ñaúng nhieät tuyeán tính ñöa ra moâ taû toát nhaát veà khaû naêng huùt thaám cuûa arsenite ôû trong 15 maãu ñaát cuûa Nhaät, goàm coù nhieàu theå thaám huùt As (III) treân caùc loaïi ñaát khaùc nhau veà nguyeân toá Fe trong ñaát.

5.5.5. Moái quan heä veà ñoäc tính cuûa As giöõa thöïc vaät vaø ñaát

Löôïng As trong caùc caây coù theå aên ñöôïc thöôøng raát ít, thaäm chí caû khi caùc muøa vuï ñang troàng vaø thu hoaïch treân caùc khu vöïc ñaát bò nhieãm. Soá lieäu ñöa ra cho thaáy, khi moãi loaïi ñaát chöùa noàng ñoä As gioáng nhau, möùc ñoä thaáp hôn ñöôïc tìm thaáy trong caùc loaïi thöïc vaät phaùt trieån treân ñaát seùt (vôùi möùc ñoä seùt vaø haøm löôïng Fe/Al cao) löôïng As laïi cao hôn trong thöïc vaät phaùt trieån treân vuøng ñaát khaùc.

Nhìn chung, so vôùi haàu heát caùc nguyeân toá coù maët trong maãu thì As xuaát hieän vôùi löôïng raát ít. Caùc loaøi sinh vaät nöôùc ngoït coù noàng ñoä raát cao (> 1000 mg As/kg). Möùc ñoä cuûa As trong caùc caën laéng ñöôïc tìm thaáy trong thöïc vaät thaáp hôn trong ñaát. Nhìn chung, noàng ñoä As trong reã thöïc vaät cao hôn trong thaân, laù hoaëc quaû. Tyû leä As xaáp xæ 1mg/kg trong caùc muøa vuï thu hoaïch. Thöïc phaåm, coû moïc treân caùc baõi raùc hoâi thoái chöùa tôùi 3460 mg/kg ñaát khoâ, cuõng coù theå coù haøm löôïng cao ñeán 2653 mg/kg trong caùc ñoáng coû moïc trong thaønh thò. Nhöõng vuøng khaùc nhau treân maët ñaát chöùa 20 mg As/kg vaø coù nôi chæ 3 mg As/kg troïng löôïng khoâ.

Moät khi muøa vuï ñöôïc boùn buøn naïo veùt töø caùc doøng soâng Rhine vaø Meuse (Ñöùc), tyû leä As cao hôn raát nhieàu trong cuû caûi vôùi 0,8-2,1 mg As/kg troïng löôïng khoâ. Möùc ñoä cuûa As trong caây troàng khoâng aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán söï tích luõy As trong ñaát. Moät ñieàu khaù quan troïng cho caây troàng laø söï tích luõy As trong caây moät caùch lieân tuïc. Neáu söï taäp trung cuûa chaát khoâ trong cuû caûi taêng leân coù nghóa laø As trong ñaát ñaõ taêng leân. Haøm löôïng As ñöôïc saép xeáp theo thöù töï nhö sau: cuû caûi [1] > coû (0,33) > rau dieáp (0,26) > caø roát (0,17) > khoai taây (0,07) > luùa mì haït (0,04).

Söï coù maët cuûa As trong ñaát aûnh höôûng tôùi söï thay ñoåi pH. Thoâng thöôøng, söï gia taêng ñoäc toá cuûa As laøm aûnh höôûng ñeán ñaát troàng: ñaát seõ trôû neân chua hôn, noàng ñoä pH < 5 khi coù söï keát hôïp giöõa caùc loaïi nguyeân toá khaùc nhau nhö Fe vaø Al, nhöõng hoãn hôïp naøy trôû neân deã hoøa tan hôn. Tuy

225

nhieân, söï tích luõy cuûa As trong ñaát coù theå tuøy thuoäc vaøo söï taêng cao hôn cuûa noàng ñoä pH trong ñaát hoaëc taêng cao ôû nhöõng caùnh ñoàng coù aûnh höôûng raùc hoaëc gaàn baûi raùc, nöôùc coáng chöùa As, caùt coù nhieàu muøn (pH = 6) vaø ñaù voâi (pH = 8). Möùc ñoä cao nhaát cuûa As trong muøa vuï coù theå tôùi 2 mg/kg troïng löôïng khoâ.

Chaát ñoäc As laøm giaûm ñoät ngoät söï vaän ñoäng trong nöôùc hay laøm ñoåi maøu cuûa laù, keùo theo söï cheát cuûa laù caây ôû treân ñænh vaø rìa; haït gioáng ngöøng phaùt trieån. Thöïc vaät nhaïy caûm vôùi As coù theå xaùc ñònh bôûi khaû naêng haáp thuï vaø bieán ñoåi cuûa caây. Ñaäu vaø nhöõng loaïi caây hoï ñaäu khaùc raát nhaïy caûm vôùi ñoäc toá cuûa As.

Möùc ñoä chòu ñoäc As ôû nhöõng loaøi caây khaùc nhau thì khaùc nhau. Möùc ñoä naøy bieåu hieän roõ ôû nhieàu loaøi khoâng chöùa As töø chaát dinh döôõng hoøa tan nhö laø reã caây ñaäu. Löôïng tích luõy trong reã theo thöù töï: arsenate > arsenite > monomethylarsenate > dimethylarsenate.

Möùc ñoä As coù saün trong ñaát bieåu thò möùc ñoä ñoäc chaát cao hôn toång soá löôïng tích luõy trong caây cuûa As. Soá löôïng As hoøa tan trong ñaát khaùc nhau thay ñoåi raát nhieàu theo möùc ñoä pH, Eh vaø söï coù maët cuûa nhöõng thaønh phaàn khaùc trong ñaát nhö Al, Fe vaø caùc hôïp chaát voâ cô, höõu cô.

Caøy saâu laø phöông phaùp laøm giaûm aûnh höôûng cuûa As ôû lôùp beà maët bôûi söï laøm tan ra vaø pha loaõng, ñaëc bieät neáu nhö Fe/Al taàng B giaøu seùt ñöôïc phôi baøy, seõ xuaát hieän söï di chuyeån cuûa As xuoáng döôùi vuøng reã.

Khi noàng ñoä As trong caây troàng thaáp, As trôû thaønh dinh döôõng vi löôïng, ta coù theå söû duïng caùc hôïp chaát chöùa As vaø ñieàu khieån canh taùc, taïo cho caây huùt nhieàu As töø ñaát. Tuy nhieân, cuõng nhö arsenate voâ cô vaø hôïp chaát arsenite, mono acid vaø dimethylarsenic vaø muoái cuûa chuùng ñaõ ñöôïc söû duïng roäng raõi. Chaát caën töø vieäc söû duïng caùc hôïp chaát naøy coù theå daãn ñeán noàng ñoä As cao trong ñaát vaø hieäu öùng phitotoxic tieáp tuïc dieãn tieán. Sau muøa vuï keát thuùc, ñaëc bieät vieäc toàn dö As laâu seõ daãn ñeán chaát caën arsenate trong caùc maûnh vöôøn, nôi maø tyû leä söû duïng trong quaù khöù cao hôn nhieàu so vôùi tyû leä ñöôïc söû duïng hieän taïi chaát arsenate trong thuoác BVTV.

Do maät ñoä taäp trung As ôû caây troàng thaáp neân haáp thuï As ôû ñoäng vaät töø nguoàn naøy cuõng thaáp. Tuy nhieân, söï tieáp nhaän As tröïc tieáp töø ñaát coù theå laø nguoàn ngoä ñoäc As chính cho loaøi ñoäng vaät aên coû. Soá löôïng ñaát coù

226

theå tieáp nhaän khaùc nhau theo muøa vaø löôïng tieáp nhaän trôû neân ít nhaát vaøo ñaát khi maët ñaát ñöôïc bao phuû moät lôùp coû daøy. Tyû leä As öôùc tính töø ñaát trung bình laø 60-75%, nhöng trong phaïm vi töø 2 - 90%. Ngöôøi ta cuõng öôùc löôïng khoaûng 1% As trong ñaát thöïc söï ñöôïc haáp thuï bôûi gia suùc, phaàn coøn laïi ñöôïc baøi tieát tröïc tieáp.

5.5.6. Söï oâ nhieãm vaø nhieãm ñoäc As

Söï oâ nhieãm ñaát bôûi caùc hoaït ñoäng trong ñaát coù xu höôùng gia taêng do aûnh höôûng cuûa caùc ñoäc tính cuûa As khoâng deã giaùm saùt. Tuy nhieân, As thöôøng phaân boá roäng ôû nhöõng vuøng khaùc nhau cuõng nhö ôû trong ñaát ôû möùc ñoä raát cao. ÔÛ phía taây nam nöôùc Anh roäng 722 km2, khaûo saùt treân 7,9% vuøng ñaát ñaõ cho thaáy, söï oâ nhieãm cô baûn ñöôïc xaùc ñònh laø töø traàm tích, bôûi vì coù söï töông quan giöõa haøm löôïng As trong ñaát vaø haøm löôïng As töø caùc traàm tích cuûa caùc doøng suoái. Söï oâ nhieãm chính thöôøng do söï khoaùng hoùa thieân nhieân, xa hôn nöõa, do hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi.

Vieäc naáu chaûy kim loaïi (ñaëc bieät laø ñoàng) vaø vieäc ñoát chaùy nhieân lieäu hoùa thaïch, ñaëc bieät laø khi loø ñoát coù oáng khoùi thaáp coù theå daãn ñeán oâ nhieãm ñaát vaø moâi tröôøng xung quanh. ÔÛ Haø Lan, haøm löôïng As trong rau quaû thay ñoåi tuøy thuoäc vaøo thay ñoåi coâng ngheä. Trung bình haøm löôïng As cho 16 loaïi rau quaû khoâng gaây oâ nhieãm moâi tröôøng, khoaûng 0,05 mg/kg troïng löôïng töôi. Trung bình cho moät nhoùm caây rau quaû nhö sau:

– 0,09 mg/kg troïng löôïng töôi ôû gaàn vuøng coù naêng löôïng hoùa thaïch

– 0,15 mg/kg troïng löôïng töôi ôû gaàn nôi chöùa nhieàu laân

– 0,18 mg/kg troïng löôïng töôi ôû gaàn nhöõng khu luyeän kim.

Nhöõng giaù trò naøy coøn thaáp khi so saùnh vôùi quy ñònh veà söùc khoûe do chính phuû Haø Lan ñaët ra: haøm löôïng As döôùi 0,2 mg/kg troïng löôïng töôi chöùa trong thöùc aên cho ñeán 20% troïng löôïng khoâ. Söï taêng saûn löôïng rau quaû do aûnh höôûng As coøn nhieàu tranh luaän.

Löôïng As trong khí quyeån töø chaát thaûi ñoát chaùy than ñaù cuõng nhö löôïng As chöùa trong tro cuõng ñaùng ñöôïc quan taâm. Tyû leä cuûa As phaân taùn raát khaùc nhau vaø giaù trò chieám öu theá phuï thuoäc vaøo nhieàu phöông phaùp cuûa vieäc ñònh giaù 1% As trong than ñaù. Khoâng khí nhöõng vuøng khaùc nhau ôû Myõ ñöôïc ghi nhaän chöùa khoaûng 4% As. Möùc ñoä hoøa tan cuûa As (V), cuøng vôùi vieäc söû duïng tro cuûa caùc chaát ñoát phaûi ñöôïc xem xeùt kyõ ñeå khoâng gaây oâ nhieãm cho ñaát vaø aûnh höôûng cuûa noù ñeán söï phaùt trieån muøa vuï.

227

Söï oâ nhieãm cuûa ñaát töø hoaït ñoäng luyeän kim khoâng phaûi Fe cuõng khoâng keùm phaàn quan troïng, aûnh höôûng ñeán söï phaùt taùn As trong khí quyeån: 1,5 kg As/1 taán Cu, 0,4 kg As/ 1taán Pb vaø 0,65 kg/ 1taán, 0,4 kg As /1 taán Zn. Hoaït ñoäng cuûa quaù trình phaùt taùn xaûy ra raát roäng töø vieäc naáu chaûy As baèng caùc loø vaø coâng ngheä khaùc nhau. Theo Tacoma (1995), vieäc luyeän ñoàng (ôû bang Washingtôn, Myõ) ñaõ phaùt taùn ra ngoaøi moâi tröôøng suoát nhöõng thaäp nieân töø 1870-1980 töø 1,8 - 16,8 kg As/taán. Möùc ñoä oâ nhieãm moâi tröôøng xung quanh cuûa quaù trình luyeän kim naøy coù taùc duïng tröïc tieáp tuøy thuoäc vaøo khoaûng caùch ñeán oáng khoùi. Treân ñaûo Nork (ñoâng baéc Thaùi Bình Döông), vieäc luyeän kim gaây oâ nhieãm As trong ñaát, chöùa khoaûng 90 - 340 mg/kg; traùi laïi ôû Taây Nam Thaùi Bình Döông, möùc töông öùng chæ 1 - 90 mg/kg. Möùc ñoä cao hôn ñöôïc tìm thaáy bôûi vieäc luyeän vaøng ôû Yellowknife (Canada). Caùc taàng cuûa ñaát chöùa > 21000 mg As/ kg, ôû khoaûng caùch 0,28 km töø moät khu luyeän kim, 10000 mg As/kg ôû 0,8 km vaø 600 mg As/kg ôû 8km. Nhöõng saûn phaåm cuoái cuûa chaát raén daãn ñeán söï oâ nhieãm bao quanh ñaát. ÔÛ nhöõng nôi troàng troït, söï oâ nhieãm gia taêng theo nhöõng vuøng khaùc nhau thöôøng chöùa löôïng As ôû möùc thaáp, khoaûng 1000 mg As/kg, ôû ñoù khoâng coù söï phaùt sinh ñoäc toá.

As chöùa trong ñaát ôû Nhaät Baûn ñöôïc tìm thaáy chöùa thaønh phaàn asenatasic nhoùm monothylarsenic acid vaø dimethyl asenic acid; nhöõng phaàn nhoû khaùc cuûa As luoân chieám döôùi 50% toång soá arsenic. Söï töông öùng cuûa dimethyl arsenic acid taêng leân khi löôïng monomethyl arsenic acid giaûm xuoáng. Ñieàu naøy giaûi thích söï hình thaønh cuõng nhö giaûm suùt cuûa monomethyl arsenic acid töø As khoâng ñoåi döôùi caû hai ñieàu kieän hieáu khí vaø yeám khí, nhöng trong ñieàu kieän yeám khí thì dimethyl arsenic acid saûn sinh moät caùch nhanh choùng hôn töø monomethyl asenic acid.

Coäng ñoàng chaâu AÂu ñaõ ñeà nghò neân coù qui ñònh möùc ñoä an toaøn As trong ñaát noâng nghieäp, ñöôïc xöû lyù caën buøn, vôùi möùc 20 mg/kg. ÔÛ Anh, Vieän moâi tröôøng ñaõ ñeà nghò haøm löôïng As trong khoâng khí khoâ, trong ñaát laø 10 mg As/kg cho ñaát vöôøn vaø ñaát troàng troït, ñaát coâng vieân laø 40 mg As/kg. Möùc ñoä gaây oâ nhieãm ñaõ ñöôïc öôùc ñoaùn vaø ñaùnh giaù, öùng duïng ñeå tieân ñoaùn nhöõng söï vieäc seõ xaûy ra vaø ñeà ra caùc bieän phaùp ñeå khaéc phuïc theo yeâu caàu.

ÔÛ Vieät Nam, khi nghieân cöùu As trong nöôùc ngaàm ôû caùc gieáng ñaøo cuûa daân (Traø Vinh) vaø gieáng UNICEP (An Giang) cuõng nhö tìm hieåu Ag

228

trong ñaát pheøn Ñoàng Thaùp Möôøi vaø tìm hieåu keát quaû nghieân cöùu cuûa ñoàng nghieäp ñaõ coù moät soá nhaän xeùt:

Cöù trong 235 maãu gieáng khoan thì 70% gieáng bò nhieãm As, ñaëc bieät coù gieáng nhieãm ôû noàng ñoä 700-800ppb, trung bình töø 11-50ppb. Moät soá gieáng ñaøo ôû ngoaïi thaønh Haø Noäi, Nam Ñònh cuõng ñaõ bò nhieãm As. Coøn ôû Traø Vinh thì soá gieáng nhieãm As laïi raát thaáp vaø raát ít

ÔÛ Ñoàng Thaùp Möôøi, caùc maãu ñaát nhieãm As vôùi nguyeân nhaân laø As luoân xuaát hieän ñoàng thôøi vôùi S, maø S laïi coù saün trong vuøng ñaát pheøn Ñoàng Thaùp Möôøi.

Moät vaøi nguyeân nhaân coù theå laøm giaøu As trong nöôùc gieáng cuûa vuøng Ñoâng Nam chaâu AÙ, Nam AÙ nhö Banglañet, AÁn Ñoä vaø Vieät Nam coù theå laø töø söï oxy hoùa, khoaùng hoùa caùc khoaùng trong caùc lôùp ñaù neàn. Khi möïc nöôùc ngaàm troài suït theo muøa vaø theo nhòp ñoä khai thaùc nöôùc.

Moät nguyeân nhaân nöõa laø do chaát thaûi coâng nghieäp ôû caùc vuøng coâng nghieäp troïng ñieåm. Nhieàu nguyeân nhaân gaây oâ nhieãm ñaõ taïo neân söï nhieãm ñoäc As ôû caùc vuøng khaùc nhau, thaäm chí coù caû “Laøng ung thö” nhö ôû Phuù thoï, Ngheä An, Long An…

5.5.7. Nhaän xeùt chung veà As

Nhöõng vaán ñeà khoù khaên bao goàm vieäc nhaän daïng vaø ñònh löôïng nhöõng loaïi As khaùc nhau trong ñaát vaø söï hoøa tan keát hôïp vaãn laø chính yeáu. Söï thay ñoåi thaønh phaàn hoùa hoïc vaø nhöõng ñoäc chaát khaùc nhau cuûa caùc loaïi As phuï thuoäc vaøo maãu chaát vaø nguoàn gaây oâ nhieãm. Ngaên caûn ñoäc chaát cuûa As laø vaán ñeà quan troïng caàn phaûi giaûi quyeát, bôûi noù aûnh höôûng ñeán con ngöôøi, ñoäng vaät vaø caây troàng, ñaëc bieät khi nguyeân toá As keát hôïp vôùi raùc thaûi trong ñaát, nöôùc hoaëc taäp trung ôû caùc loaøi khaùc nhau. Ñoâi luùc, giaûm oâ nhieãm cho söï soáng treân maët ñaát laïi maâu thuaãn vôùi söï soáng ôû döôùi nöôùc, naêng suaát muøa vuï. Tuy nhieân, moái quan heä giöõa As trong ñaát vaø As trong nöôùc cuõng nhö söï nhieãm ñoäc cuûa As cho ñoäng vaät vaø ngöôøi vaãn coøn phaûi ñöôïc nghieân cöùu moät caùch ñaày ñuû hôn. Tröôøng hôïp nhieãm ñoäc cuûa hoaøng ñeá Napoleon laø moät ví duï ñieån hình. Ngöôøi ta ñaõ phaân tích As trong toùc cuûa oâng vaø ñaõ xaùc ñònh oâng ñaõ bò nhieãm ñoäc As. Tuy nhieân ai ñaàu ñoäc oâng laø moät vaán ñeà gaây tranh caõi vaø cuoái cuøng ngöôøi ta tìm ra oâng bò nhieãm As laø do As coù trong daàu goäi ñaàu vaø qua nhieàu naêm ñaõ tích luõy vaøo toùc, vaø coù theå gaây ñoäc.

229

5.6. THUÛY NGAÂN (Hg) 5.6.1. Giôùi thieäu

Ngöôøi ta ñaõ söû duïng thuûy ngaân caùch ñaây khoaûng 3500 naêm. Nöôùc Ai Caäp coå xöa roõ raøng ñaõ bieát caùch pha troän Hg vôùi Sn vaø Cu raát sôùm, khoaûng theá kyû thöù 6 sau Coâng nguyeân. Caùch söû duïng kim loaïi Hg vaø thaàn sa trong y khoa ñaõ töøng toàn taïi ôû Trung Quoác vaø AÁn Ñoä ôû cuøng thôøi ñieåm. Ngöôøi Hy Laïp cuõng ñaõ quen thuoäc vôùi kyõ thuaät taùch Hg töø caùc quaëng kim loaïi duøng laøm thuoác. Ngöôøi La Maõ ñaõ thöøa keá haàu heát caùc kieán thöùc naøy vaø raát taäp trung vaøo vieäc ñaùnh giaù tính chaát thöông maïi cuûa kim loaïi. Hg ñöôïc ngöôøi La Maõ duøng ñeå cheá taïo chaát maøu ñoû cuûa thaàn sa, nhöng Hg cuõng ñöôïc söû duïng ñeå trò nhieàu thöù beänh khaùc nhau.

Ñeá quoác La Ma söû duïng Hg chuû yeáu trong baøo cheá thuoác. Nhöõng duïng cuï y khoa ñöôïc phaùt minh, nhö laø vaøo naêm 1643 Torricelli phaùt minh ra duïng cuï ño thaân nhieät goïi laø “nhieät keá sô khôûi”. Vaøo naêm 1720, Fahrenheit giôùi thieäu nhieät keá Hg vaø ñöa vaøo söû duïng trong nhöõng nghieân cöùu khoa hoïc. Ngaøy nay, kim loaïi Hg ñöôïc söû duïng nhieàu trong coâng nghieäp nhö trong teá baøo chaát cöïc aâm, chaát ñieän phaân, trong quaù trình ñieàu cheá chlorate kali.

a) Thuûy ngaân ñöôïc duøng phoå bieán

Thuûy ngaân ñöôïc duøng trong noâng nghieäp, baøo cheá thuoác vaø thöïc hieän nhöõng thí nghieäm toång quaùt. Caây troàng chæ coù nhu caàu moät löôïng nhoû Hg. Chaát traùm raêng vaãn coøn caàn Hg vaø theå hieän raèng khoâng coù khuynh höôùng roõ raøng naøo ñeå töø choái Hg. Nhu caàu lôùn veà Hg ñaõ khieán ngöôøi Myõ leân keá hoaïch ñeå saûn xuaát vaø löu haønh moät löôïng Hg an toaøn cho nhöõng thaäp nieân tôùi. Tuy nhieân, gia taêng vieäc söû duïng Hg keùo theo nguy cô moâi tröôøng do Hg.

b) Söï lieân quan cuûa Hg ñeán moâi tröôøng

ÔÛ thôøi ñieåm hieän taïi nhöõng hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi laøm gia taêng oâ nhieãm Hg vaøo ñaát, nöôùc vaø sau ñoù laø trong khoâng khí, goàm coù:

– Ñaøo vaø khai thaùc moû kim loaïi, ñaëc bieät laø Cu vaø Zn

– Nguyeân lieäu chaát ñoát chuû yeáu laø than

– Quaù trình saûn xuaát coâng nghieäp ñaëc bieät laø quaù trình saûn xuaát chlorate kali, coù lieân quan tôùi Hg, Cl vaø chaát aên da soda.

230

– Laõng phí chaát ñoát xaûy ra ôû nhieàu nöôùc.

Saûn xuaát vaø phaân phoái caùc saûn phaåm chöùa Hg ñaõ phaùt trieån roäng khaép theá giôùi keùo theo söï phaùt thaûi oâ nhieãm Hg ra khí quyeån vaø moâi tröôøng xung quanh. Theo ñoù, haøng naêm con ngöôøi laõng phí Hg treân toaøn caàu khoaûng 3.106 kg vaøo nhöõng naêm 1900 vaø ñaõ taêng gaáp 3 laàn suoát nhöõng naêm 1970. Khoaûng 45% ñi vaøo khoâng khí, 7% vaøo nöôùc vaø 48% vaøo ñaát. Tieâu duøng toaøn caàu cuûa Hg ñöôïc öôùc löôïng khoaûng 1,8.107 kg haøng naêm, ñieàu naøy coù nghóa laø hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi hieän nay ñang gaây trôû ngaïi moät caùch maïnh meõ cho chu kyø Hg töï nhieân. Naêm 1973, nöôùc Myõ taïo ra hôn 30% gaùnh naëng Hg cho khí quyeån. ÔÛ Chaâu AÂu, söï lan roäng Hg vaøo naêm 1975 do con ngöôøi vöôït quaù nguoàn goác do töï nhieân.

c) Haäu quaû ñoäc haïi cuûa Hg

Hg laø moät trong soá caùc nguyeân toá ñoäc nhaát cho con ngöôøi vaø nhieàu ñoäng vaät baäc cao. Maëc duø Hg coù tính ñoäc chuû yeáu döôùi daïng ion, muoái Hg coù tính ñoäc cao vôùi möùc ñoä nguy hieåm khaùc nhau. Vaøi loaïi Hg höõu cô, ñaëc bieät coù loaïi phaân töû thaáp nhö ankyl Hg, ñöôïc xem nhö raát ñoäc ñoái vôùi con ngöôøi vì aûnh höôûng ñeán heä thaàn kinh. Methyl Hg coù yù nghóa ñaëc bieät, lieân quan ñeán caùc vi sinh vaät saûn xuaát Hg+ khaùc nhau. Trong moâi tröôøng töï nhieân, methyl Hg coù aûnh höôûng raát maïnh. Caùc hoaït ñoäng soáng khoâng dung naïp ñöôïc taïp chaát Hg. Ñoäc chaát Hg xuaát hieän töø moû than trong vaøi theá kyû qua. Tuy nhieân, tính ñoäc haïi cuûa Hg trong moâi tröôøng môùi trôû neân caáp baùch gaàn ñaây, khi tröôøng hôïp ñaàu tieân xaûy ra ôû Nhaät Baûn: Trong suoát 1950, ngöôøi daân ôû moät tænh nhoû cuûa Mirnamata bò ngoä ñoäc khi aên caù coù chöùa möùc methyl Hg cao, hoaëc laø moät vaøi tröôøng hôïp thuù hoang daïi bò ngoä ñoäc khi aên laù caây coù chöùa methyl Hg ôû Ñöùc nhöõng naêm 1948 - 1965.

5.6.2. Sinh ñòa hoùa cuûa ñoäc chaát Hg

Maëc duø coù hai loaïi Hg trong caùc thaønh phaàn khoaùng khaùc nhau ñöôïc bieát trong töï nhieân vaø saûn xuaát coù tính thöông maïi, Hg cuõng xuaát hieän ôû beà maët traùi ñaát nhö laø hôïp chaát sulfid vôùi Zn, Fe vaø caùc kim loaïi khaùc, nhöng chæ vôùi lieàu löôïng nhoû nhö kim loaïi töï nhieân. Hg coù theå chuyeån hoùa töø hôïp chaát sulfide hoaëc hôïp chaát chloride. ÔÛ noàng ñoä trung bình, Hg khoaûng 50mg/g hoaëc coù theå thaáp hôn. Nguoàn goác chính cuûa Hg laø töø trong ñaát, ñaù.

231

Thaàn sa laø söï keát hôïp bình thöôøng cuûa oxide vaø thôøi tieát, hoøa tan toát trong nöôùc. Do ñoù, voøng ñòa - sinh - hoùa laø hình thöùc chuyeån hoùa ñaëc bieät. Nguoàn quan troïng ñeå giaûi phoùng Hg laø caùc ñaù coù chöùa Hg. Vaøi nguoàn khí cuõng coù theå cung caáp theâm Hg. Caùc hôïp chaát chuû yeáu cuûa Hg ôû quaù trình ñòa - sinh - hoùa cuûa caùc yeáu toá ñöôïc phaân loaïi sau ñaây.

Caùc hôïp chaát vaø nguyeân toá: Hgo; (CH3)2Hg

Caùc loaïi phaûn öùng: Hg2+; HgX2; HgX3- vaø HgX4

2- vôùi X= OH-, Cl- vaø Br-; HgO trong caùc daïng sol khí: Hg2+ taïo phöùc vôùi caùc acid höõu cô.

Daïng ít coù phaûn öùng: methyl thuûy ngaân (CH3Hg+, CH3HgCl, CH3HgOH) vaø caùc hôïp chaát höõu cô khaùc: Hg(CN)2

HgS: Hg2+ keát hôïp vôùi S trong vaät chaát muøn.

Noàng ñoä trung bình trong khoâng khí ño ñöôïc khoaûng 3 mg/m3 trong khoaûng 10 naêm qua ôû treân ñaát lieàn vaø thaáp hôn ôû treân bieån; haàu heát laø ôû daïng Hgo. ÔÛ trong nöôùc, möùc taäp trung tieâu bieåu töø 0,5 - 3 mg/l ôû trong ñaïi döông vaø 1 - 3 mg/l ôû caùc soâng vaø hoà; haàu heát laø caùc daïng voâ cô.

5.6.3. Thuûy ngaân tinh khieát

- Nguoàn thuûy ngaân tinh khieát haàu heát taäp trung trong caùc loaïi khoaùng ôû trong ñaù.

- Maët ñaát tieáp nhaän Hg töø trong baàu khí quyeån vaø ñaây cuõng laø nguoàn Hg raát coù yù nghóa.

- Ñaát noâng nghieäp ñöôïc söû duïng phaân boùn (phaân toång hôïp, raùc coáng, voâi vaø Hg).

a) Nguyeân lieäu maãu chaát

Töø nhöõng soá lieäu, ngöôøi ta ñöa ra löôïng trung bình cuûa Hg gaàn 20 mg/g nhöng coù taùc giaû cho laø khoaûng 50 mg/g vaø 80 mg/g.

b) Söï laéng ñoïng töø baàu khí quyeån

Chuû yeáu laø Hgo vaø (CH3)2Hg, coù theå laø do quaù trình hoùa sinh. Thôøi gian toàn taïi cuûa Hg trong baàu khí quyeån khoaûng hôn 1 naêm.

Haàu heát Hg trong baàu khí quyeån laø do hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi. Brosse (1989) ñaõ phaùt hieän 50% Hg phaùt ra töø ñaát than ñaù vaø sau ñoù laø töø thöïc vaät.

232

Trong coâng nghieäp hoùa, khu vöïc bò oâ nhieãm hoãn hôïp heát söùc cao, aûnh höôûng ñeán söï hình thaønh caùc quaù trình oxide hoùa Hg. Hg di chuyeån töø baàu khí quyeån bôûi söï aåm öôùt deã laéng ñoïng. Tieâu bieåu laø Hg xuaát hieän trong möa tuyeát töø 2 - 10mg/l. Tuy nhieân, möùc oâ nhieãm ôû töøng khu vöïc khaùc nhau, coù theå cao nhaát vaøo luùc 5h saùng, trong vuøng coâng nghieäp. Haøng naêm, löôïng möa tuyeát 100 mm coù möùc trung bình cuûa Hg ôû 20 mg/l. Söï laéng ñoïng naøy coù theå taïo ra moät löôïng 30 – 200 μgHg/m2 maët ñaát.

c) Nhöõng nguyeân lieäu noâng nghieäp

Löôïng Hg coù theå theâm vaøo ôû vuøng ñaát noâng nghieäp khi boùn phaân vaø voâi. Haàu heát nhöõng phaân boùn hoùa hoïc chöùa ñöïng Hg döôùi 50 mg/g nhöng giaù trò cao hôn coù trong phaân boùn P. Hg coù theå ñöôïc laáy töø ñaù phosphate hoaëc töø nhöõng quaù trình hoøa tan phosphate bôûi acid H2SO4, Hg trong moät soá hôïp chaát voâi giaù trò ñaït ñeán 20mg/g, khi boùn phaân möùc Hg 100mg/l.

Vaøo ñaàu theá kyû 20, Hg ñöôïc söû duïng trong ngaønh noâng nghieäp nhö laø thuoác dieät naám, thuoác taåy haït gioáng. Hg ñaõ ñöôïc duøng trong moät soá thôøi gian, tieâu bieåu laø 1945 - 1970, taïo ra nhöõng nguoàn cung caáp Hg vaøo loøng ñaát raát cao, 1 mg/m2.

Ngaøy nay, lieàu löôïng Hg ñöôïc duøng hôïp lyù hôn, khoaûng 100-200 mg/m2/naêm cho loaïi ñaát troàng nguõ coác. Tuy nhieân, toång soá löôïng Hg ñaõ hieän dieän treân 20 cm beà maët cuûa ñaát troàng coù theå ñöôïc xem laø nhieàu hôn löôïng Hg ñöôïc cung caáp bôûi söï laéng tuï töø khí quyeån.

d) Buøn coáng raõnh

Andersson (1985) cho raèng, möùc 5-10 μg/g Hg laø moät ñaëc tröng cuûa buøn. Coù giaû thuyeát cho raèng, trong 50 taán buøn/ha ñöôïc cho vaøo ñaát troàng, soá löôïng Hg ñöôïc theâm vaøo ñoù laø 50 mg/m2.

5.6.4. Söï toàn taïi cuûa Hg trong ñaát

a) Traïng thaùi vaø söï beàn vöõng cuûa loaïi Hg voâ cô trong ñaát

Döïa vaøo ñieàu kieän coù saün, Hg coù theå xuaát hieän trong ba daïng khaùc nhau laø Hgo, Hg2

2+ vaø Hg2+; trong ñoù, Hg2+ laø traïng thaùi thöôøng ñöôïc ñöa vaøo ñaát. Theâm vaøo ñoù, pH vaø Cl– laø chìa khoùa ño löôøng trong vieäc quyeát ñònh tính naêng cuûa Hg trong tieàm naêng cuûa ñaát, xuaát hieän nhöõng tính chaát hoùa hoïc môùi. Hôn nöõa, Hg coøn ñoùng moät vai troø trong y hoïc vaø nhöõng thay ñoåi cuûa Hg coù theå gaây ra bôûi nhöõng hoaït ñoäng cuûa vi khuaån. Döïa

233

vaøo khaû naêng maïnh meõ ñeå hình thaønh nhöõng tính chaát phöùc taïp, Hg2+ ít hình thaønh nhöõng ion töï do döôùi nhöõng ñieàu kieän töï nhieân. Trong dung dòch acid, Hg2+ oån ñònh ôû Eh treân 0,4V vaø thöôøng coù maët laø HgCl2

o. Khi pH = 7, Hg(OH)2

o laø moät daïng oån ñònh. Hg2+ cuõng ñöôïc hình thaønh moät caùch maïnh meõ do ñoä aåm.

Moät tính chaát quan troïng cuûa Hg laø khaû naêng chaáp nhaän ion sulfur ôû moät ñieàu kieän oån ñònh vaø maïnh: Hgo ñöôïc coá ñònh trong söï coù maët cuûa Hg2S hoaëc HS-. Nhöng ôû ñieàu kieän cao hôn, HgS- seõ laøm keát tuûa chaát kieàm maïnh trong ñaát vaø töø ñoù, ion HgS2

2- seõ ñöôïc hình thaønh. Ñieàu ñoù seõ mang ñeán cho chuùng ta keát quaû veà oxy hoùa cuûa sulfur vaø sulfate nhöng ôû ñieåm naøy thì tieàm naêng vaãn chöa ñuû ñeå ngaên ngöøa söï giaûm bôùt HgO. Söï gia taêng trong tieàm naêng coá ñònh ñeán söï caân baèng ñöôïc tìm thaáy trong beà maët ñaát cuoái cuøng seõ chuyeån Hg vaøo hoùa trò döông hai (2+).

b) OÂ nhieãm Hg trong ñaát

Söï xuaát hieän khoâng nhöõng cuûa HgCl2, methyl mercuric chloride ñaõ ñöôïc tìm thaáy döôùi lôùp ñaát saâu khoaûng 20cm. Lodenius (1990) ñaõ nghieân cöùu Hg ôû trong than buøn vaø tìm thaáy söï coù maët cuûa Hg trong phaân boùn coù goác chloric. OÂ nhieãm xaûy ra trong ñieàu kieän thôøi tieát khoâ, khi ñoù, caùc veát nöùt coù theå cho pheùp Hg tuï laïi thaønh chaát keo thaám qua coät nöôùc. Töông töï, söï di chuyeån naøy coù theå xuaát hieän ôû treân beà maët ñaát trong caùc giai ñoaïn. Söï di chuyeån khaùc thöôøng cuûa Hg tuï laïi thaønh keo ôû ñaát gaàn ñoù.

c) Söï tích luõy Hg trong ñaát

Tieán trình tích luõy dieãn ra troäi hôn trong söï cung caáp ñeå duy trì caùc loaïi Hg trong ñaát. Söï tích luõy naøy phuï thuoäc vaøo moät soá yeáu toá, bao goàm: daïng hoùa hoïc cuûa Hg, maët phaân chia trong ñaát, soá löôïng töï nhieân cuûa voâ cô vaø höõu cô trong keo ñaát, pH, tieàm naêng cuûa ñaát. Ngoaøi ra, Hg phuï thuoäc vaøo söï hoøa tan thaáp, ñaëc bieät laø hình thöùc sulfide.

Söï tích luõy Hg2+ trong ñaát, theo Andersson, trong ñieàu kieän trung tính : Al(OH)3 < kaolinite < montmonillonite < ñaát seùt illitic < ñaát lateritic < ñaát organic < Fe2O3.nH2O. pH döôùi 5,5 (nôi maø HgCl2

o laø loaïi hoøa tan nhanh hôn nguoàn voâ cô) coù theå chòu traùch nhieäm chính trong söï hoøa tan Hg. Söï duy trì Hg ôû trong ñaát höõu cô laïi khoâng coù yù nghóa, khi pH < 4; nôi maø noù giaûm moät caùch chaäm chaïp. ÔÛ ñaát trung tính pH > 5,5, oxide Fe vaø caùc chaát khoaùng trong ñaát seùt aûnh höôûng nhieàu tôùi söï tích luõy cuûa Hg. Söï

234

tích tröõ Hg cao nhaát khi pH = 7, nôi maø HgOHClo laø loaïi troäi hôn. Ngoaøi ra, coøn coù caùc hôïp chaát khaùc nhau, chaúng haïn nhö caùc chaát methylmercuric chloride vaø phenylmercuric ñöôïc tích luõy maïnh trong ñaát, khi maø pH ôû möùc trung tính. Caùc chaát khoaùng trong ñaát seùt xuaát hieän coù yù nghóa trong moái töông quan naøy, nhöng chæ khi möùc pH oån ñònh vaø khi maø caùc hôïp chaát hieän dieän ñuû nhoû.

d) Söï methyl hoùa cuûa Hg trong ñaát Keå töø khi quan saùt ñöôïc caùc vi sinh vaät trong traàm tích töï nhieân ôû

trong hoà coù theå methyl hoùa Hg, moät soá nhaø nghieân cöùu ñaõ ñeà caäp ñeán söï saûn xuaát mono vaø dimethyl thuûy ngaân ôû trong nöôùc vaø moâi tröôøng ñaát. Haàu heát caùc taøi lieäu coù lieân quan tôùi moái quan heä ñeán söï methyl hoùa Hg ôû trong ñaát ñaõ ñöôïc trình baøy bôûi Adriano. Quan ñieåm ñoù cho raèng, methyl Hg coù theå laø daïng ôû trong ñaát trong caùc ñieàu kieän khaùc nhau bao goàm söï methyl hoùa sinh hoïc keát hôïp vôùi söï phaân chia acid fulvic ôû trong ñaát.

e) Söï taäp trung vaø phaân taùn Hg trong ñaát Söï taäp trung Hg trong ñaát khaùc nhau raát xa giöõa caùc loaïi ñaát. Ñaát höõu cô coù möùc Hg trung bình taäp trung cao hôn ñaát khoaùng. Lag

vaø Steinnes (2000) ñaõ tìm ra moái töông quan coù yù nghóa giöõa Hg vaø höõu cô taäp trung trong lôùp ñaát maët cuûa ñaát röøng. Andersson (1998) ñaõ nghieân cöùu Hg ôû beà maët nghieâng cuûa ñaát thuaàn taäp trung ôû moái töông quan maät thieát giöõa Hg vaø nguoàn höõu cô taäp trung ôû ñaát acid. Trong ñaát trung tính (pH > 6) hoaëc nôi maø loaïi HgOHCl vaø Hg(OH)2 troäi hôn HgCl2, söï khaùc nhau giöõa Hg vaø Fe maïnh hôn giöõa Hg vaø nguoàn höõu cô.

5.6.5. Thuûy ngaân trong moâi tröôøng ñaát vaø heä thoáng thöïc vaät Nhöõng cuoäc thí nghieäm Hg2+ vôùi moät qui moâ lôùn hôn, töø giaûi phaùp

cuûa nguoàn troàng troït, ñaõ chæ ra raèng, söï chuyeån nhöôïng cuûa Hg ñaõ ñaït ñeán möùc ñoä vöôït quaù 0,1 mg/kg Hg vôùi beân ngoaøi. Tyû leä cuûa Hg toàn taïi trong reã caây khoaûng 20 laàn cao hôn trong dung dòch. Linberg (1999), nghieân cöùu veà vieäc thöïc vaät haáp thuï Hg töø ñaát coâng nghieäp gaàn moû Hg, ñaõ tìm thaáy coù söï quan heä chaët giöõa Hg chöùa trong reã caây vôùi Hg trong ñaát. Hg trong nhöõng phaàn thöïc vaät treân maët ñaát coù quan heä vôùi Hg ñöôïc boác hôi töø loøng ñaát. Trong nhöõng tröôøng hôïp khaùc, Hg tích luõy trong haït nguõ coác khoaûng 3 - 10 laàn thaáp hôn trong rau. Ví duï, Hg (1 - 2mg/g) trong luùa maïch. Ngay caû ôû nhöõng möùc raát thaáp, vaãn coù theå coù giaû thieát raèng, Hg töø khoâng khí coù theå gaây nhieãm ñoäc cho caây löông thöïc. Leâ Huy Baù (2005) cuõng

235

ñaõ phaùt hieän ra Hg trong nöôùc oâ nhieãm cuûa Thaønh phoá ñaõ tích luõy trong reã, trong thaân laù vaø trong haït gaïo troàng treân ñaát ruoäng ôû Nhaø Beø (TPHCM). Thuûy ngaân cuõng ñaõ gaây haïi vaø tích luõy vaøo rau caûi, rau nhuùt.

5.7. CHÌ (Pb) 5.7.1. Giôùi thieäu Chì laø moät loaïi chaát ñoäc baûn chaát, coù aûnh höôûng quan troïng trong

moâi tröôøng sinh thaùi. Chì laø nguyeân toá thuoäc nhoùm IV trong baûng heä thoáng tuaàn hoaøn caùc

nguyeân toá hoùa hoïc. Chì coù hai traïng thaùi oxy hoùa beàn laø Pb (II) vaø Pb (IV) vaø coù boán ñoàng vò beàn laø 204Pb, 206Pb, 207Pb vaø 208Pb. Trong moâi tröôøng, noù toàn taïi chuû yeáu döôùi daïng ion Pb2+ trong caùc hôïp chaát voâ cô vaø höõu cô. Chì laø KLN (M = 207,1; d = 11,3g/cm3) maøu xaùm xanh, noùng chaûy ôû nhieät ñoä 327,5oC vaø soâi ôû nhieät ñoä 1744oC. Chì coù tính meàm, deã caùn moûng, deã caét vaø deã ñònh hình. Chính vì vaäy maø chì ñöôïc duøng nhieàu trong coâng nghieäp vaø cuoäc soáng ngay töø thôøi xöa. Trong coâng nghieäp, chì ñöôïc duøng laøm sôn coâng nghieäp, aéc quy chì trong xe hôi, laøm nguyeân lieäu trong luyeän kim chì, laøm chaát xuùc taùc trong saûn xuaát polymer. Nhöõng hôïp chaát höõu cô chì (IV), ñaëc bieät laø tetra-alkyl vaø tetra-aryl chì, ñöôïc söû duïng roäng raõi vaø gaây nguy haïi, nhaát laø chì pha trong xaêng.

Söï öùng duïng roäng raõi cuûa chì laøm naûy sinh moät vaán ñeà lôùn, ñoù laø söï oâ nhieãm ñoäc chaát chì trong moâi tröôøng sinh thaùi, ñaëc bieät laø moâi tröôøng sinh thaùi ñaát. Khi ñöôïc phaùt thaûi vaøo moâi tröôøng ñaát chì coù thôøi gian toàn taïi laâu daøi. Nhöõng hôïp chaát chì coù khuynh höôùng tích luõy trong ñaát vaø traàm tích, laøm oâ nhieãm chuoãi thöùc aên vaø aûnh höôûng tôùi söï trao ñoåi chaát cuûa con ngöôøi laâu daøi trong töông lai. Ñoäc chaát chì bò coi laø nguyeân nhaân gaây neân chöùng roái loaïn thaàn kinh trí naõo ôû treû em. Chính vì vaäy, vieäc nghieân cöùu nguoàn phaùt thaûi, traïng thaùi toàn taïi vaø cô cheá lan truyeàn oâ nhieãm cuûa chì trong moâi tröôøng caøng trôû neân quan troïng vaø caáp thieát. Beân caïnh ñoù, chuùng ta cuõng quan taâm tôùi vieäc nghieân cöùu taùc ñoäng cuûa chì leân thöïc vaät, ñoäng vaät vaø con ngöôøi cuøng vôùi vieäc ngaên chaën vaø xöû lyù oâ nhieãm chì trong moâi tröôøng.

5.7.2. Traïng thaùi toàn taïi cuûa Pb 5.7.2.1. Trong töï nhieân vaø trong moâi tröôøng ñaát Chì laø moät nguyeân toá vi löôïng (< 0,1% khoái löôïng) trong ñaù vaø ñaát

töï nhieân. Baùn kính ion Pb laø 124 pm vaø noù thay theá ñoàng hình K (baùn

236

kính 133 pm) trong maïng löôùi aluminsilicate. Haøm löôïng chì trong ñaát, ñaù taêng töï nhieân do hoaït ñoäng cuûa nuùi löûa taïo thaønh ñaù nuùi löûa. Chì coù aùi löïc maïnh vôùi S vaø trong töï nhieân hình thaønh caùc loaïi quaëng chì nhö PbS, PbCO3, PbSO4. Haøm löôïng trung bình cuûa chì ñaù voû cöùng khoaûng 16 μg/g. Nriagu (1992) tính raèng, haøm löôïng chì trung bình trong ñaù gabbro laø 1,9 μgPb/g, trong andesite laø 8,3 μgPb/g vaø trong granite laø 22,7 μgPb/g. Nhö vaäy, haøm löôïng chì taêng cuøng vôùi haøm löôïng silicate trong ñaù.

Thaønh phaàn chuû yeáu cuûa ñaù traàm tích laø dieäp thaïch vaø ñaù seùt keát (80%), vôùi haøm löôïng chì trung bình laø 23 μg/g. Dieäp thaïch ñen chöùa nhieàu chaát höõu cô vaø coù haøm löôïng chì cao do chöùa khoaùng sulfide. Sa thaïch chieám 15% ñaù traàm tích vaø chöùa 10 μgPb/g; trong khi ñoù dolomite vaø ñaù voâi (5% ñaù traàm tích) chöùa khoaûng 7 μgPb/g. Cannon (1993) lieät keâ haøm löôïng chì trung bình trong moät soá loaïi ñaù nhö sau:

Ultramafic – igneous 1 μg/g,

Basaltic – igneous 6 μg/g,

Granitic – igneous 18 μg/g,

Shales and clays 20 μg/g,

Black shales 30 μg/g,

Limestones 9 μg/g,

Sandstones 12 μg/g,

Haøm löôïng chì trong ñaù meï quyeát ñònh haøm löôïng chì trong ñaát töï nhieân vaø haøm löôïng chì trong ñaát töï nhieân vaøo khoaûng 10 – 40 μg/g. Döõ lieäu naøy ñöôïc ñöa ra bôûi Reaves vaø Berrow (2001) khi hai oâng khaûo saùt 3944 maãu ñaát töø 896 maët caét ôû Scotland.

5.7.2.2. Tích luõy chì trong moâi tröôøng ñaát

Chì phaùt thaûi töø caùc nguoàn oâ nhieãm coù khuynh höôùng tích luõy moät caùch töï nhieân trong lôùp ñaát maët. Colbourn vaø Thornton (1998) söû duïng tæ leä haøm löôïng chì trong lôùp ñaát treân (0 – 15 cm) so vôùi lôùp ñaát döôùi (30 – 45 cm) nhö moät chæ daãn veà söï oâ nhieãm beà maët. Hoï goïi ñoù laø söï laøm giaøu töông ñoái lôùp ñaát treân (RTE). Trong ñaát noâng nghieäp bình thöôøng (oâ nhieãm thaáp), RTE khoaûng 1,2 tôùi 2,0. Traùi laïi, trong ñaát coù aûnh höôûng cuûa khai moû hoaëc luyeän kim quaëng chì, giaù trò RTE khoaûng 4,0 tôùi 20. Theâm vaøo ñoù, chì coù nguoàn goác töø söï oâ nhieãm coù khuynh höôùng coá ñònh

237

trong lôùp ñaát treân. Ganze (2000) phaùt hieän raèng, haàu heát KLN, bao goàm caû chì, toàn taïi ôû daïng khoâng tan vaø beàn sau khi duøng phaân höõu cô töø buøn coáng boùn vaøo ñaát. Khoâng coù söï di chuyeån cuûa chì ra khoûi vuøng ñöôïc boùn phaân vaø nöôùc beà maët cuõng khoâng bò oâ nhieãm. Zimdahl vaø Skogerboe (1994) cho raèng, tæ leä höõu cô trong ñaát coù traùch nhieäm chính trong vieäc coá ñònh chì trong lôùp ñaát maët khi coù chì theâm vaøo töø nguoàn oâ nhieãm. Ñieàu tra cuûa Scohart (1992), ôû gaàn nhaø maùy luyeän keõm Belgian coøn cho thaáy, söï coá ñònh chì trong lôùp ñaát treân khoâng phuï thuoäc vaøo loaïi ñaát. Bieän phaùp ngaâm chieát cuõng khoâng laøm giaûm ñaùng keå haøm löôïng chì trong ñaát. Korte (1994) ngaâm chieát 11 loaïi ñaát (chaát chieát töï nhieân) vôùi chì vaø caùc nguyeân toá vi löôïng khaùc, thaáy raèng, chì coá ñònh trong taát caû caùc loaïi ñaát ngoaïi tröø lôùp ultisol coù keát caáu caùt muøn vaø CEC raát thaáp (2 meq/100g).

5.7.2.3. Ñaëc tính cuûa chì trong ñaát

Nhöõng gì chuùng ta bieát veà tính chaát vaø traïng thaùi hoùa hoïc cuûa chì khaù giôùi haïn. Baèng pheùp ngoaïi suy veà ñaëc tính cuûa caùc nguyeân toá dinh döôõng trong ñaát, coù theå giaû thieát raèng, chæ coù moät phaàn cuûa toång löôïng chì ñöôïc haáp thuï bôûi thöïc vaät vaø caùc hôïp chaát chì ñi vaøo ñaát bò phaân taùn vaøo moät soá thaønh phaàn ñaát.

Chì toàn taïi trong moâi tröôøng ñaát trong dung dòch ñaát, treân nhöõng beà maët haáp thuï cuûa caùc haït muøn seùt trao ñoåi taïo phöùc, daïng keát tuûa, lieân keát vôùi Fe – Mn oxide thöù caáp, daïng kieàm carbonate vaø trong maïng tinh theå aluminsilicate. Tuy nhieân, phaàn quan troïng nhaát laø chì trong dung dòch ñaát, bôûi vì ñaây laø nguoàn chì cho thöïc vaät haáp thuï tröïc tieáp vaø caân baèng ñoäng hoïc coù theå xaûy ra giöõa dung dòch ñaát vaø nhöõng phaàn khaùc cuûa ñaát.

Söï nghieân cöùu vaø tính toaùn noàng ñoä chì trong dung dòch ñaát ñaõ vaø ñang ñöôïc thöïc hieän bôûi nhieàu nhaø khoa hoïc. Noàng ñoä chì trung bình trong dung dòch ñaát khoâng bò oâ nhieãm khoaûng 10-9 ñeán 10-7 M. Haøm löôïng chì trong dung dòch chæ vaøo khoaûng 0,005% so vôùi toång löôïng chì trong ñaát. Döõ lieäu naøy ñöôïc ñöa ra bôûi Kabata – Pendias (1998) tính toaùn khi thöïc hieän ly taâm ñaát khoâng oâ nhieãm. Davies (1995) cuõng chæ ra raèng, haøm löôïng chì trong ñaát khoâng oâ nhieãm khoaûng 40 μg/g vaø trong dung dòch laø 0,2.10-6 M. Tuy nhieân, trong ñaát oâ nhieãm, noàng ñoä chì trong dung dòch ñaát cao hôn nhieàu vaø tuøy thuoäc vaøo möùc ñoä oâ nhieãm. Shaw vaø coäng söï (1994) nghieân cöùu maãu ñaát oâ nhieãm ôû Derbyshire (Anh) vaø ñöa ra noàng ñoä chì trong dung dòch ñaát khoaûng 2.10-3 M tôùi 1,5.10-2 M. Phöông

238

phaùp phaân tích cuûa oâng laø duøng maøng loïc nhaày vôùi loã loïc khoaûng 8 – 0,025 μm ñeå loïc chaát chieát dung dòch ñaát baõo hoøa. Vôùi maøng loïc loã nhoû nhö vaäy thì 80% chì tan bieåu kieán bò giöõ laïi bôûi maøng loïc vaø chæ coù khoaûng 0,001% toång löôïng chì trong ñaát thöïc söï tan. Caùc taùc giaû coøn chuù thích raèng, tæ leä naøy raát nhoû so vôùi baùo caùo cuûa caùc taùc giaû khaùc. Gregson vaø Alloway (1995) ñaõ thöïc hieän phöông phaùp chieát ly dung dòch ñaát baèng ly taâm vaø phaân tích dung dòch baèng pheùp saéc kyù vôùi sephadex gels. Baûng 5.8 cho thaáy, khi haøm löôïng chì trong ñaát cao hôn khoaûng 100 – 1000 laàn haøm löôïng bình thöôøng (40 μg/g) thì noàng ñoä chì trong dung dòch ñaát (khoaûng 10-6 ñeán 10-4 M) cao hôn khoaûng 1000 ñeán 100000 laàn noàng ñoä chì trong ñaát bình thöôøng.

Baûng 5.8: Chì trong ñaát vaø trong dung dòch ñaát

(Nguoàn: Environmantal Ecology, 1994 - Gregson vaø Alloway.)

Toång löôïng chì (μg/g)

Chì trong dung dòch ñaát (μmol/l)

Chì dung dòch/toång löôïng (%)

49900

2820

45800

1890

3830

112

18

11

4

4

0,05

0,13

0,005

0,04

0,02

Nghieân cöùu cuûa Zimdahl vaø Skogerboe (1996) veà söï coá ñònh chì theâm vaøo trong ñaát cho thaáy, caàn khoaûng thôøi gian töø 24 – 48 giôø ñeå ion chì coù theå xaâm nhaäp vaøo caùc phaàn ñaát vaø trong khoaûng 20 – 40oC thì nhieät ñoä khoâng aûnh höôûng tôùi caùc caân baèng xaûy ra. Nghieân cöùu baèng phöông phaùp thoáng keâ cho thaáy, hai ñaëc tính cuûa ñaát laø pH vaø CEC coù aûnh höôûng quan troïng trong quaù trình coá ñònh chì trong ñaát. Nhöõng ñaëc ñieåm haáp thuï ñöôïc moâ taû khaù chính xaùc baèng ñöôøng ñaúng nhieät Langmuir. Cô cheá coá ñònh chì trong ñaát muøn laø söï lieân keát cuûa chì baèng caëp electron töï do vôùi acid muøn cao phaân töû, ñöôïc ñöa ra bôûi Hildebrand vaø Blum (1997). Baèng thöïc nghieäm, Harter (1995) cho raèng, ñöôøng ñaúng nhieät Langmuir raát phuø hôïp vôùi döõ lieäu thöïc nghieäm cuûa oâng vaø söï thay ñoåi pH cuûa ñaát laø ñieàu quan troïng ñoái vôùi söï coá ñònh chì. Caùc daïng toàn taïi chuû yeáu cuûa chì trong ñaát khoâng voâi laø Pb(OH)2, Pb3(PO4)2, Pb5(PO4)3OH. Trong ñaát voâi, chì chuû yeáu

239

toàn taïi ôû daïng Pb(CO)3, phöùc trung hoøa vaø caùc daïng cation chì. Trong ñaát acid, chì chuû yeáu ôû daïng phöùc höõu cô. Trong ñaát oâ nhieãm naëng, phaàn lôùn chì toàn taïi phöùc chì höõu cô cao phaân töû vaø tæ leä naøy caøng lôùn trong ñaát coù pH cao.

5.7.3. Caùc nguoàn phaùt thaûi oâ nhieãm chì vaøo moâi tröôøng ñaát Moät soá nguoàn phaùt thaûi oâ nhieãm chì vaøo moâi tröôøng ñaát chính laø töø

khoùi thaûi xe coä, töø coâng nghieäp khai moû chì vaø luyeän kim quaëng chì, töø vieäc söû duïng laïi buøn coáng laøm phaân boùn trong noâng nghieäp vaø moät soá nguoàn khaùc.

5.7.3.1. Cô cheá phaùt thaûi chì vaøo moâi tröôøng ñaát

Chì phaùt thaûi vaøo moâi tröôøng ñaát baèng nhieàu con ñöôøng, maø chuû yeáu laø töø khí quyeån. Chì töø caùc nguoàn phaùt thaûi nhö khoùi thaûi xe coä, khoùi thaûi töø caùc nhaø maùy luyeän kim, nhaø maùy loïc daàu hay töø caùc nhaø maùy saûn xuaát caùc hôïp chaát hay caùc haøng hoùa coù chöùa chì. Caùc nguoàn oâ nhieãm naøy phaùt thaûi caùc haït buïi vaø khoùi coù chöùa chì, caùc hôïp chaát cuûa chì vaøo khoâng khí. Thôøi gian toàn taïi cuûa caùc haït buïi naøy trong khoâng khí tuøy thuoäc vaøo kích thöôùc haït buïi, cheá ñoä gioù, möa vaø ñoä cao cuûa caùc nguoàn oâ nhieãm. Söï laéng ñoïng öôùt hoaëc khoâ cuûa caùc haït buïi vaø khoùi naøy vaøo ñaát gaây ra söï oâ nhieãm chì trong ñaát, chuû yeáu treân lôùp ñaát maët. Cô cheá naøy ñaõ ñöôïc chöùng minh bôûi nghieân cöùu cuûa Elias vaø coäng söï (1993), trong Coâng vieân quoác gia Yosemite, Califonia (Myõ) ôû ñoä cao 317m. Hoï xaùc ñònh söï laéng ñoïng sol khí chì treân ñóa teflon vaø treân beà maët thöïc vaät. Haøm löôïng chì laéng ñoïng treân ñóa khoaûng 92 – 270 pg/cm2/ngaøy (trung bình 158) nhöng haøm löôïng naøy vaãn nhoû hôn treân beà maët laù voû caây töï nhieân. Theo tính toaùn cuûa Sposito vaø Page (1994), söï laéng tuï cuûa chì töø khoâng khí vaøo ñaát ôû moät soá vuøng nhö sau: ôû Nam Cöïc laø 0,4 g/ha/naêm; taây baéc Canada laø 7,2 g/ha/naêm; ôû mieàn baéc Michigan (Myõ) laø 6,3 g/ha/naêm. ÔÛ caùc khu ñoâ thò lôùn vaø caùc khu coâng nghieäp chaâu AÂu, söï laéng tuï chì khoaûng 87 – 536 g/ha/naêm (trung bình 189) vaø ôû Baéc Myõ laø khoaûng 71 – 20498 g/ha/naêm (trung bình 4257).

Ngoaøi cô cheá oâ nhieãm chì do laéng tuï töø khoâng khí vaøo ñaát, moät soá cô cheá phaùt thaûi chì vaøo ñaát khaùc ñöôïc bieát ñeán laø: söï phaùt thaûi chì tröïc tieáp baèng caùch thaûi chaát thaûi raén coù chöùa chì vaøo ñaát, söï laéng tuï chì trong thuûy quyeån vaøo traàm tích, roài vaøo ñaát; thöïc vaät, ñoäng vaät keå caû con ngöôøi haáp thuï chì roài sau ñoù phaùt thaûi vaøo ñaát (phaân ngöôøi coù chöùa haøm löôïng chì khoaûng 11 μg/g khoái löôïng khoâ) …

240

5.7.3.2. Chì töø khoùi thaûi xe coä (xem theâm chöông 4)

Phaùt minh ra ñoäng cô ñoát trong vaø söï phaùt trieån maïnh meõ cuûa noù töø nhöõng thaäp nieân ñaàu cuûa theá kyû 20 tôùi nay ñaåy maïnh nhu caàu tieâu thuï xaêng daàu. Hieän töôïng noå sôùm trong cylinder ñaõ ñöôïc giaûi quyeát sau khi tìm ra alkyl chì (tetramethyl vaø tetraethyl chì), vaøo ñaàu nhöõng naêm 1920 vaø ñeán naêm 1923 thì xaêng pha chì ñaõ trôû thaønh phoå bieán trong coâng ngheä xe, maùy.

Tuy nhieân, vieäc söû duïng roäng raõi xaêng pha chì laøm naûy sinh vaán ñeà lôùn veà moâi tröôøng. Ñoù laø khoùi buïi thaûi ra töø xe coä söû duïng xaêng pha chì gaây ra söï oâ nhieãm chì trong moâi tröôøng, nhaát laø moâi tröôøng ñaát.

Nghieân cöùu cuûa nhieàu nhaø khoa hoïc treân theá giôùi cho thaáy, ñaát vaø thöïc vaät ôû gaàn ñöôøng thöôøng coù haøm löôïng chì cao. Cannon vaø Bowles (1995) tính toaùn thaáy raèng, löôïng chì trong ñaát gaàn 12 ñöôøng cao toác ôû Minneapolis – St Paul naèm trong khoaûng 128 –700 μg/g. Söï tính toaùn döïa treân haøm löôïng chì trong xaêng (0,45 g/l xaêng) cho thaáy, trong khoaûng 15m ôû hai beân moät con ñöôøng haøm löôïng chì vöôït quaù 1 μg/m3 cho moãi 1000 löôït xe coä/ngaøy. Söï oâ nhieãm moâi tröôøng beân ñöôøng do söû duïng xaêng pha chì ñaõ vaø ñang ñöôïc baùo caùo bôûi nhieàu nhaø khoa hoïc ôû nhieàu nöôùc treân theá giôùi.

Baèng phöông phaùp ñoàng vò phoùng xaï, ngöôøi ta chöùng minh ñöôïc khoùi thaûi xe coä laø moät nguoàn phaùt thaûi chì chính vaøo ñaát. Chow (1995) choïn maãu ñaát vaø coû ôû gaàn hai con ñöôøng ôû Maryland (Myõ), oâng tính tæ leä 204Pb, 206Pb, 207Pb vaø 208Pb trong ñaát, trong coû, trong xaêng pha chì vaø oâng ñi ñeán keát luaän raèng, löôïng chì dö quan saùt ñöôïc trong ñaát laø do chì trong khoùi thaûi xe coä. Rabinowitz vaø Vetherill (1998) thöïc hieän moät cuoäc ñieàu tra töông töï ôû mieàn nam Missouri (Myõ). Hoï söû duïng söï bieán thieân töï nhieân cuûa caùc ñoàng vò beàn cuûa chì ñeå xaùc ñònh nhöõng nguoàn phaùt thaûi chì vaøo moâi tröôøng. ÔÛ Missouri, chì oâ nhieãm coù theå tôùi töø hai nguoàn: xaêng pha chì vaø nhaø maùy luyeän kim quaëng chì. Tæ leä ñoàng vò 206Pb/204Pb khaùc nhau ñoái vôùi moãi nguoàn. Baûng 5.9 toùm löôïc moät soá döõ lieäu cuûa hai taùc giaû minh hoïa phöông phaùp tæ soá ñoàng vò duøng ñeå xaùc ñònh söï phaùt thaûi chì cuûa xaêng pha chì.

241

Baûng 5.9. Tæ soá ñoàng vò chì trong ñaát so saùnh vôùi tæ soá ñoàng vò trong nhöõng vaät lieäu nguoàn

Maãu Haøm löôïng

μg/g Tyû leä

206Pb/204Pb

Daàu (4 maãu)

Noàng ñoä Ore

Ore (131 maãu)

Lôùp ñaát maët caïnh ñöôøng

1

2

3

Lôùp ñaát maët gaàn loø luyeän quaëng

1

2

135

498

180

1592

3593

18,49

20,98

20,81

18,43

18,58

18,82

20,07

20,22

(Nguoàn: Chow, 1955. Report on EPA Conference Influence of Pb toxic on soil ecology)

Khoái löôïng chì laéng tuï doïc ñöôøng laø moät bieán phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá: vò trí, yeáu toá löu thoâng, höôùng gioù, loaïi ñaát, loaïi xe coä, ñòa hình vaø thöïc vaät bao phuû. Page keát luaän töø söï nghieân cöùu ôû nam California (Myõ): “Höôùng cuûa loaïi gioù chuû yeáu coù aûnh höôûng quan troïng tôùi haøm löôïng chì laéng tuï. Haøm löôïng chì beân ñöôøng cao toác khuaát gioù cao hôn ôû beân coù gioù thoåi. Khi buïi vaø khoùi thaûi xe coä phaùt thaûi vaøo khoâng khí, nhöõng haït lôùn hôn seõ laéng tuï trong voøng 5m beân ñöôøng vaø nhöõng haït nhoû laéng tuï trong voøng 100m”. Smith (1996) ñoái chieáu nhöõng döõ lieäu baùo caùo cho tôùi naêm 1976, baèng phöông phaùp thoáng keâ, oâng xaùc ñònh: haøm löôïng chì trong ñaát coù phaân phoái log-normal vaø oâng tính toaùn trung bình hình hoïc vaø phöông sai cuûa phaân phoái, haøm löôïng chì trong ñaát trong voøng 10m caïnh ñöôøng, taïi 15m vaø ngoaøi 30m. Haøm löôïng chì cao nhaát vaø thaáp nhaát ñöôïc tính vôùi khoaûng xaùc suaát 95%. Baûng 5.10 cho thaáy, oâ nhieãm chì khoâng môû roäng ra ngoaøi baùn kính 30m tính töø meùp ñöôøng. Trong baùn kính 10m, noàng ñoä chì giaûm 4,6 laàn, coù trò soá trung bình 42.10-3mg.

242

Baûng 5.10: Chì trong lôùp ñaát maët phuï thuoäc vaøo khoaûng caùch ñöôøng chính, tính toaùn töø döõ lieäu cuûa Smith.

Khoaûng caùch töø ñöôøng

Trò soá trung bình (10-3mg)

95% xuaát hieän

Soá maãu

< 10m

15m

> 30m

192

161

53

18 - 2017

50 - 511

14 - 203

20

6

17

(Nguoàn: Smith, Accumulation of Pb in Soil by The distance of the way, 1994)

Söï bieán ñoåi hoùa hoïc xaûy ra trong quaù trình vaän chuyeån nhöõng haït chöùa chì phaùt thaûi töø xe cô giôùi vaøo ñaát hoaëc beà maët thöïc vaät cuõng ñöôïc nhieàu taùc giaû nghieân cöùu. Trong khoùi thaûi xe hôi, nhöõng haït buïi chöùa chuû yeáu PbBr2, Pb(OH)Br, PbBrCl, (PbO)2PbBr2 vaø (PbO)2PbBrCl. Sau 18 giôø, khoaûng 75% Br, 30 - 40% Cl bò phaân huûy; coøn Pb toàn taïi döôùi daïng carbonate, oxycarbonate vaø daïng oxide. Post vaø Buseck (1995) phaân tích maãu khoâng khí ñöôïc loïc ôû Phoenix, Arizona (USA) cho thaáy, loaïi phong phuù nhaát (33%) laø α-2PbBrCl-NH4Cl, nhöõng hôïp chaát khaùc laø PbBrCl vaø (PbO)2PbBrCl. Sau khi ñöôïc phaùt thaûi vaøo ñaát hôn 75% chì lieân keát vôùi nhöõng haït ñaát vôùi noàng ñoä > 3,32 mg/g. Chì cuõng coù lieân keát vôùi Fe-Mn oxide toàn taïi trong pha höõu cô, ôû daïng PbSO4 vaø PbCO3. Garcia – Miagaya (2001) keát luaän raèng, trong ñaát gaàn ñöôøng < 0,7% Pb ôû daïng coù theå trao ñoåi.

5.7.3.3. OÂ nhieãm töø khai moû vaø luyeän quaëng chì

Coâng nghieäp khai moû vaø luyeän quaëng chì phaùt thaûi moät löôïng lôùn chì vaøo khoâng khí vaø moâi tröôøng ñaát. Alloway vaø Davies (1994), thöïc hieän moät cuoäc ñieàu tra ñaát oâ nhieãm chì ôû Wales vaø phaùt hieän raèng, ñaát phuø sa thuoäc soâng Ystwyth chöùa 90 – 2900 μgPb/g (trung bình 1419μgPb/g) so saùnh vôùi 24 – 26 μgPb/g ñaát ôû thung luõng beân caïnh khoâng bò aûnh höôûng bôûi vieäc khai moû. Colbourn vaø Thornton (1995) tìm thaáy noàng ñoä chì cao trong ñaát noâng nghieäp ôû mieàn nam Peak Distric cuûa Derbyshire, naèm trong voøng 100m cuûa moät nhaø maùy luyeän kim cuõ. Hoï baùo caùo raèng, haøm löôïng chì trung bình trong ñaát laø 30090 μgPb/g vaø trong voøng 100m moät theàm ñaát röûa quaëng cuõ, haøm löôïng chì trung bình laø 19400 μgPb/g. Cuoäc

243

khaûo saùt ôû Madison County, Missouri (USA), ôû ñoù vieäc khai moû baét ñaàu töø cuoái theá kyû 18 vaø keùo daøi hôn 150 naêm. Haøm löôïng chì lôùn nhaát trong ñaát ñöôïc tìm thaáy laø 2200 mgPb/kg nhöng khoaûng 95% maãu chöùa < 355 mgPb/kg.

Trong caùc cuoäc khaûo saùt ôû caùc nhaø maùy luyeän kim, söï tích luõy chì thöôøng ñaït ñeán noàng ñoä raát lôùn. Ñöôøng cong phaân boá chì giaûm theo khoaûng caùch (töø moû hoaëc nhaø maùy luyeän kim) vaø thöôøng laø giaûm theo haøm muõ. Theo nghieân cöùu cuûa Lagerwerff (1990) treân khu vöïc moät nhaø maùy luyeän kim ôû Galena, Kansas (USA), baét ñaàu saûn xuaát töø 1903, ôû khoaûng caùch 130 m veà phía baéc cuûa nhaø maùy chöùa 1600 μgPb/g so saùnh vôùi haøm löôïng 428 μgPb/g ôû khoaûng caùch 670m. ÔÛ Kellogg, Idaho (USA), vieäc luyeän kim baét ñaàu töø cuoái theá kyû 19, söï tích luõy chì trong 2cm ñaát treân beà maët do söï tích tuï buïi vôùi nhöõng möùc ñoä khaùc nhau theo höôùng gioù. Trong voøng 3,2 km, taùc giaû thoáng keâ ñöôïc haøm löôïng chì laø 7600, 6700, 5300 vaø 1700 μgPb/g ñaát.

Nhìn chung, söï phaân loaïi nhöõng möùc ñoä oâ nhieãm chì trong ñaát ôû gaàn nhöõng nhaø maùy luyeän kim laø raát khoù khaên. Baèng phöông phaùp thoáng keâ, coù theå keát luaän raèng, trong khoaûng 1 – 3 km cuûa moät nhaø maùy luyeän kim oån ñònh, ñaát thöôøng chöùa haøm löôïng chì khoaûng 1500 μgPb/g, moät söï laøm giaøu gaáp 15 laàn so vôùi möùc ñoä bình thöôøng.

5.7.3.4. Söï oâ nhieãm chì töø buøn coáng

Moät nguoàn gaây oâ nhieãm chì trong ñaát ñöôïc quan taâm nhieàu trong nhöõng naêm gaàn ñaây laø töø buøn coáng. Cô cheá phaùt thaûi chì töø buøn coáng vaøo ñaát khaùc vôùi cô cheá oâ nhieãm töø khoâng khí. Chì töø buøn coáng hoaëc töø traàm tích soâng ngoøi, ao hoà, kinh raïch coù theå xaâm nhaäp vaøo ñaát tröïc tieáp khi naïo veùt. ÔÛ ñaây, ta chæ xeùt söï phaùt thaûi chì töø buøn coáng vaøo ñaát khi söû duïng buøn coáng laøm phaân höõu cô trong noâng nghieäp.

Do nhu caàu veà phaân höõu cô trong noâng nghieäp, ôû caùc nöôùc khoâng cho pheùp söï thaûi loaïi tröïc tieáp nöôùc coáng vaøo heä thoáng nöôùc, caùc nhaø khoa hoïc ñaõ phaùt minh ra heä thoáng xöû lyù coù theå giöõ laïi nhöõng thaønh phaàn höõu cô trong nöôùc coáng. Buøn höõu cô ñöôïc leân men ñeå tieâu dieät vi khuaån gaây beänh, sau ñoù loaïi nöôùc, vaø cuoái cuøng trôû thaønh phaân höõu cô cho noâng nghieäp. Theo Matthews (1991), khoaûng 44% buøn coáng saûn xuaát ôû Anh ñöôïc duøng cho noâng nghieäp. OÂng ñaùnh giaù söï ñoùng goùp cuûa buøn coáng cho noâng nghieäp laø 1,1% N.

244

Theá nhöng, buøn coáng chöùa moät haøm löôïng KLN, trong ñoù coù chì. Caùc nguoàn cung caáp chì cho buøn coáng laø töø chaát thaûi sinh hoaït cuûa con ngöôøi, nöôùc thaûi coâng nghieäp, söï röûa troâi buïi ñöôøng vaøo coáng, oáng daãn nöôùc baèng chì. Chì thaûi vaøo coáng taïo phöùc höõu cô vôùi caùc chaát höõu cô trong coáng vaø ñoù laø nguyeân nhaân khieán chì bò giöõ laïi khi söû duïng buøn coáng laøm phaân höõu cô.

Thoáng keâ cuûa caùc nhaø nghieân cöùu oâ nhieãm chì töø buøn coáng cho thaáy, ñaát söû duïng phaân höõu cô töø buøn coáng coù haøm löôïng chì cao do haøm löôïng chì trong buøn coáng cao. Berrow vaø Webber (1993) phaân tích 42 maãu buøn töø caùc thaønh phoá coâng nghieäp ôû Anh vaø Wales cho thaáy, haøm löôïng chì trong khoaûng 120 – 3000 μgPb/g (trung bình 820 μg/g) khoái löôïng khoâ. Sommers (1990) cho bieát, haøm löôïng chì khoaûng 547 – 7431 μgPb/g trong buøn coáng ôû Indiana (Myõ). Haøm löôïng chì trong buøn coáng laø moät ñaïi löôïng bieán thieân.

Töø khi nhöõng trieäu chöùng nhieãm ñoäc thöïc vaät do ñaát söû duïng phaân höõu cô töø buøn coáng ñöôïc phaùt hieän, cuøng vôùi khaû naêng chì tích luõy trong caây troàng ôû möùc ñoä nguy hieåm, moät soá quoác gia ñaõ ñöa ra höôùng daãn veà söû duïng buøn coáng. ÔÛ Anh, Boä Moâi tröôøng khuyeán caùo laø toång haøm löôïng chì khoâng ñöôïc vöôït quaù 1000 kg/ha hay 400 μgPb/g tôùi ñoä saâu 200mm sau chu kyø 30 naêm. Boä Noâng nghieäp ñöa ra giôùi haïn söï tích luõy chì cao nhaát trong ñaát laø 550 μg/g. ÔÛ Ñöùc, baét buoäc haøm löôïng chì trong buøn coáng khoâng ñöôïc vöôït quaù 1200 mg/kg khoái löôïng khoâ vaø neáu vöôït quaù 100 μgPb/g, buøn coáng khoâng ñöôïc pheùp söû duïng…

5.7.3.5. Moät soá nguoàn gaây oâ nhieãm chì khaùc

Ngoaøi caùc nguoàn phaùt thaûi chì chính neâu treân coøn coù moät soá nguoàn gaây oâ nhieãm chì khaùc. Coâng nghieäp saûn xuaát caùc saûn phaåm chöùa chì vaø söï thaûi loaïi vaø phaân huûy caùc saûn phaåm naøy trong moâi tröôøng cuõng ñoùng goùp ñaùng keå vaøo söï oâ nhieãm chì trong ñaát. Ví duï nhö vieäc saûn xuaát vaø söû duïng aéc quy chì, sôn coâng nghieäp coù chöùa chì, men ñoà goám, ngay caû ñoà chôi treû em cuõng chöùa chì (xem muïc 5.7.4.4). Vieäc söû duïng thuoác tröø saâu voâ cô chöùa chì arsenate PbHAsO4 cho caây aên quaû cuõng ñaõ tröïc tieáp gaây ra oâ nhieãm chì trong ñaát noâng nghieäp …

245

5.7.4. AÛnh höôûng cuûa chì tôùi vi sinh vaät ñaát, tôùi thöïc vaät vaø con ngöôøi

5.7.4.1. Chì vaø vi sinh vaät ñaát Moät soá KLN coù theå aûnh höôûng tôùi hoaït ñoäng cuûa vi sinh vaät trong

ñaát vaø do ñoù laøm giaûm naêng suaát sinh hoïc cuûa ñaát. Chì cuõng ñöôïc phaùt hieän laø coù aûnh höôûng kieàm cheá söï khoaùng hoùa nitô trong ñaát. Tuy nhieân, theo Chang vaø Broadbent (1993) thì chì kieàm cheá söï khoaùng hoùa nitô vaø quaù trình nitro hoùa keùm hôn caùc moät soá kim loaïi khaùc theo thöù töï: Cr > Cd > Zn > Mn > Pb. Cornfield (1992) nghieân cöùu söï giaûm khí aùp cuûa CO2 giaûi phoùng khi uû ñaát caùt acid coù theâm vaøo KLN. Sau quaù trình uû 2 tuaàn thì hieäu quaû kieàm cheá do chì ôû haøm löôïng 10 μg/g laø baèng khoâng, ôû haøm löôïng 100 μg/g laø 14%. Sau 8 tuaàn hieäu quaû kieàm cheá do hai möùc chì treân laàn löôït laø 6% vaø 25% löôïng CO2 giaûi phoùng. So saùnh vôùi hieäu quaû kieàm cheá cuûa baïc ôû haøm löôïng 100 μg/g laø 72% vaø cuõng vôùi haøm löôïng aáy cuûa thuûy ngaân laø 55% löôïng CO2 giaûi phoùng sau chu kyø 8 tuaàn. Nghieân cöùu quaù trình phaân giaûi cuûa cellulose trong ñaát coù aûnh höôûng cuûa chì, ngöôøi ta thaáy raèng bình thöôøng toác ñoä phaân giaûi cellulose laø 43,6% sau 30 ngaøy. Khi theâm chì (daïng Pb(PbCl2) – coù trong khoùi thaûi xe coä) vaøo thì theo nhöõng möùc ñoä: 100; 500 vaø 1000 μg/g, toác ñoä phaân giaûi cellulose coøn laø: 40,0; 37,1; 33,8%. Nhö vaäy, maëc duø chì taùc ñoäng leân vi sinh vaät ñaát khoâng maïnh baèng moät soá KLN khaùc nhöng noù cuõng coù aûnh höôûng nguy haïi ñaùng keå tôùi vi sinh vaät ñaát.

5.7.4.2 Söï haáp thuï chì trong ñaát bôûi thöïc vaät Moät caùch toång quan, söï haáp thuï chì bôûi thöïc vaät phuï thuoäc vaøo haøm

löôïng chì trong ñaát, loaïi caây, tình traïng phaùt trieån cuûa caây vaø moät soá yeáu toá khaùc. Chæ coù moät tæ leä nhoû chì trong ñaát coù theå ñöôïc haáp thuï bôûi thöïc vaät. Charmberlain (1992) tính yeáu toá noàng ñoä (CF) bieåu thò qua tæ soá chì trong caây vaø trong ñaát:

CF = Pb trong caây / Pb trong ñaát (ñôn vò tính: μg/g khoái löôïng khoâ) Tieáp ñoù, oâng nghieân cöùu döõ lieäu khaûo saùt töø caùnh ñoàng khoai taây vaø

cuû caûi vaø tìm ñöôïc keát quaû laø CF khoaûng 0,05 – 0,2, coøn troàng trong nhaø kính trong vaøi vuï muøa thì CF cuõng coù giaù trò töông töï. Karamanos (1990) tính giaù trò CF cho coû linh laêng vaø bromegrass troàng treân ñaát coù theâm chì beàn vaø 210Pb vaøo, giaù trò khoaûng 0,09 – 0,19. Nhöng khi söû duïng 210Pb cho coû ryegrass CF chæ khoaûng 10-3 tôùi 3.10-3.

246

Chì laø kim loaïi coù tính tích luõy. Quan heä giöõa löôïng chì tích luõy trong caây vaø noàng ñoä chì cô chaát laø moät ñöôøng cong: haáp thuï taêng chaäm khi noàng ñoä taêng theo phöông trình:

Pb trong caây = 0,74 [1 - exp(-1,4s)] + 0,16s

trong ñoù s laø noàng ñoä cô chaát (coøn exp thì taøi lieäu chöa ghi roõ).

Moät vaøi ñaëc tính cuûa ñaát coù aûnh höôûng ñeán söï haáp thuï Pb bôûi thöïc vaät. pH ñaát coù aûnh höôûng khoâng lôùn laém ñeán ñaëc tính haáp thuï cuûa caây. Lagerwerff (1989) troàng coû linh laêng vaø baép treân ñaát ñöôïc theâm chì ôû daïng PbCl2 vaø voâi ñeå taêng pH ñaát töø 5,2 leân 7,2 vaø hieäu quaû laø haøm löôïng Pb giaûm 9% tôùi 21%.

Söï haáp thuï chì bôûi thöïc vaät phuï thuoäc nhieàu vaøo traïng thaùi sinh tröôûng cuûa caây. Trong ñieàu kieän caây phaùt trieån maïnh, söï haáp thuï chì cuõng taêng leân. Koeppe (1993) nhaän thaáy, trong ñieàu kieän naøy (ñieàu kieän phaùt trieån maïnh cuûa caây) chì ñöôïc haáp thuï maïnh vaø moät phaàn keát tuûa treân thaønh teá baøo reã ôû moät daïng khoâng tan, khoâng keát tinh, ôû caây baép gioáng nhö daïng phosphate chì. Ngoaøi ra, coøn coù söï vaän chuyeån leân choài caây, maëc duø löôïng naøy khaù nhoû, chæ khoaûng 3,5 tôùi 22,7% löôïng chì haáp thuï sau 7 ngaøy.

Söï haáp thuï cuûa chì bôûi reã caây vaø söï di chuyeån cuûa noù tôùi choài khaùc nhau theo muøa. Mitchell vaø Reith (1993) laø nhöõng ngöôøi ñaàu tieân chuù yù tôùi hieän töôïng naøy khi hoï baùo caùo raèng, haøm löôïng chì trong choài coû taêng trong muøa thu vaø muøa ñoâng. Trong suoát quaù trình vuï muøa, haøm löôïng chì trong coû laø 0,3 – 1,5 μg/g sinh khoái khoâ; ôû cuoái thu haøm löôïng naøy taêng leân tôùi 10 μg/g, ôû cuoái ñoâng laø 30 – 40 μg/g.

5.7.4.3. Chì trong chu trình thöïc phaåm vaø aûnh höôûng cuûa noù tôùi con ngöôøi

Chì ñöôïc haáp thuï bôûi thöïc vaät vaø töø ñoù laøm oâ nhieãm daây chuyeàn thöïc phaåm. Khaû naêng methyl hoùa sinh hoïc cuûa caùc hôïp chaát chì voâ cô thaønh chì methyl Pb(CH3)4 laøm taêng khaû naêng lan truyeàn oâ nhieãm chì qua daây chuyeàn thöïc phaåm. Theâm vaøo ñoù, chì laø KLN coù khaû naêng tích luõy cao. Do ñoù, khi nhöõng sinh vaät saûn xuaát haáp thuï chì, duø chæ moät löôïng nhoû, qua daây chuyeàn thöïc phaåm, chì seõ tích luõy daàn daàn vaø ñeán moät luùc naøo ñoù seõ trôû thaønh chaát ñoäc khoâng nhöõng ñoái vôùi sinh vaät tieâu thuï, maø ngay caû vôùi sinh vaät saûn xuaát.

247

Con ngöôøi haáp thuï chì moät caùch giaùn tieáp thoâng qua daây chuyeàn thöïc phaåm hoaëc tröïc tieáp baèng nhieàu con ñöôøng: qua ñöôøng hoâ haáp, qua da, hoaëc tröïc tieáp haáp thuï baèng ñöôøng tieâu hoùa. Chì toàn taïi vaø tích luõy trong cô theå con ngöôøi, ñeán moät löôïng naøo ñoù noù seõ trôû thaønh chaát ñoäc gaây aûnh höôûng lôùn ñeán söùc khoûe con ngöôøi. Moät soá daïng nhieãm ñoäc chì ñöôïc bieát ñeán laø: nhieãm ñoäc maõn tính, nhieãm ñoäc caáp tính. Nhieãm ñoäc chì thöôøng laøm roái loaïn trí oùc, nheï thì nhöùc ñaàu, co giaät, coù theå daãn ñeán ñoäng kinh, hoân meâ, thaäm chí töû vong. Ñoäc chaát chì coøn laøm vieâm thaän; thaáp khôùp do chì. Côn ñau buïng chì laø bieåu hieän cuûa söï nhieãm ñoäc nghieâm troïng: ñau buïng keøm vôùi buoàn noân. Chì coøn tích luõy daàn daàn trong caùc xöông vaø laøm toån haïi nghieâm troïng caùc cô quan naøy. Nhieãm ñoäc chì maõn tính laø moät trong nhöõng taùc nhaân gaây ung thö.

5.7.4.4. Ñoäc chaát chì vôùi treû en qua moâi tröôøng vaø ñoà chôi

Chì laø ñoäc chaát kim loaïi naêng coù trong moâi tröôøng khoâng khí, ñaát, nöôùc bò oâ nhieãm, hay trong caùc nguyeân lieäu laøm ñoà chôi cho treû vaø caû nhöõng vaät duïng haøng ngaøy. Ñaây laø moät kieåu gaây haïi söùc khoûe gheâ gôùm cho treû nhöng laïi khoù nhìn, khoù phaùt hieän, chæ tröø khi ngoä ñoäc caáp tính, maø luùc ñoù thì ñaõ quaù treã.

Vaäy chì vaø hieän töôïng ñoäc chì ñoái vôùi treû em ra sao?

Tröôùc heát, ta bieát raèng, löôïng buïi chì trung bình trong khoâng khí ñoâ thò khoaûng 1μg/m3, maø con ngöôøi muoán hay khoâng cuõng phaûi hít vaøo 1,5 - 20μg trong moãi ngaøy. ÔÛ noâng thoân, noàng ñoä naøy coù thaáp hôn, ôû khoaûng 0,1 – 0,2 μg/m3 vaø con ngöôøi taïi ñoù phaûi hít moät löôïng buïi chì 1,5 – 4,0 μg/ngaøy. Theo quy ñònh Toå chöùc söùc khoûe theá giôùi (WHO), giôùi haïn buïi chì nôi laøm vieäc phaûi nhoû hôn 0,01 mg/m3 khoâng khí, coøn ôû khu daân cö thì phaûi nhoû hôn 0,005 mg/m3.

AÁy vaäy maø buïi chì trong khoâng khí khu saûn xuaát coâng nghieäp hieän nay ôû nöôùc ta cao hôn nhieàu laàn cho pheùp. Doïc caùc truïc loä giao thoâng nhö Ñieän Bieân Phuû, Voõ Thò Saùu, Xa loä Haø Noäi, Huøng Vöông, xa loä Ñaïi Haøn, vaø caùc giao loä khaùc,…. Möùc nhieãm chì trung bình thì chöa cao, nhöng vaøo caùc thôøi ñieåm keït xe hay vaøo giôø cao ñieåm thì laïi boäc phaùt khaù cao. Buïi chì sinh ra töø khoùi xe oâ toâ, xe maùy do duøng xaêng pha chì, maëc duø giôø ñaây, khoâng duøng xaêng pha chì nöõa, nhöng löôïng buïi chì khoâng vì theá maø giaûm ñaùng keå. Khi treû em hít phaûi, ôû noàng ñoä thaáp 1 mg/m3 chæ trong thôøi gian

248

1 ngaøy (sau ñoù thoâi khoâng tieáp xuùc nöõa) thì chöa bò ngoä ñoäc ngay, maø chæ bieåu hieän roõ sau vaøi tuaàn. Neáu buïi chì xaâm nhaäp vaøo cô theå vôùi noàng ñoä 0,1 mg/m3 trong nhieàu ngaøy lieân tuïc, thì seõ nhieãm ñoäc maõn tính. Ta bieát raèng, treû em raát maãn caûm vôùi ñöôøng thöïc phaåm laïi khoù phaùt hieän ra, vì ôû treû, tyû leä thöùc aên tính treân troïng löôïng cô theå khaù lôùn (cao hôn ngöôøi lôùn nhieàu laàn), neân khoù phaùt hieän. Ví duï, ngöôøi ta ñaõ tính toaùn thaáy raèng löôïng nhieàm theo con ñöôøng thöùc aên bình quaân cho treû em laø 50 – 150 μg/ngaøy (so vôùi ngöôøi lôùn, 100 – 200 μg/ngaøy). Vaø, khaû naêng nhieåm chì qua thöùc aên cuûa treû gaáp 4 laàn so vôùi ngöôøi lôùn. Maø löôïng nhieãm ñoäc, neáu nuoát phaûi 100 μg muoái chì sulphate/kg cô theå trong nhieàu ngaøy, cô theå coù theå nhieãm ñoäc maõn tính. Treû em hay buù tay, hay chuøi tay vaøo mieäng coù nguy cô nhieãm chì cao gaáp 4 – 5 laàn so vôùi treû bình thöôøng. Maø moâi tröôøng xung quanh ñaày raãy vaät lieäu vaø khoâng khí cuõng thöôøng bò nhieãm chì. Ngay caû nhöõng duïng cuï, ñoà chôi cho treû sôn maøu baét maát, trôn boùng cuõng laïi chöùa löôïng chì lôùn. Caùc treû thöôøng raát nhaïy caûm vôùi caùc maøu saéc saëc sôõ cuûa sô pha chì, hoaëc coù thoùi quen hoân hít, ngaäm ñoà chôi coù sôn, seõ coù nguy cô nhieãm chì cao hôn caùc treû khaùc 3 – 4 laàn. Bôûi vì, chì coù trong thaønh phaàn sôn khaù cao. Chaúng haïn sôn duøng sôn loùt, coù theå chöùa 30.000 – 60.000 mg/kg dung dòch sôn. Nhöõng choã treân maët vaät lieäu, duïng cuï, baøn gheù, tuû giöôøng sôn bò roäp coù nguy cô cao gaây nhieãm chì cho treû, ngaûy caû maët ngoaøi coøn nguyeân veïn, ñoà chôi coù sôn cuõng bò nhieãm chì. Hieän nay tieâu chuaån cho pheùp ñoái vôùi sôn duøng saûn xuaát ñoà chôi ôû Myõ qui ñònh phaûi coù haøm löôïng chì nhoû hôn 2.500 mg/kg sôn. Coøn tieâu chuaån cho sôn nhaø ôû Myõ phaûi nhoû hôn 5.000 mg/kg sôn.

Tai haïi hôn, ôû caùc vuøng noâng thoân, treû em tìm chì töø nhieàu nguoàn, töï ñuùc laïi thaønh nhöõng vieân chì troøn, deït ñeå laøm vieân choïi trong ñaùnh ñaùo. Caùc em cuõng töï nung chaûy chì treân beáp, roài cho nguoäi, ñuùc thaønh nhöõng vieân bi ñeå ñaùnh bi treân ñaát; hay laø caùc em phuï ba meï ñuùc vieân chì laøm vaät keùp daây caâu caù, löôõi caù; Nhieàu em phaûi phuï vieäc ôû cô sôû saûn xuaát acquy, chöõa oâ toâ, caùc em soáng gaàn caùc loø gang, ñuùc chì, ñoàng, thuû coâng myõ ngheä… Nhöõng coâng vieäc naøy luoân laøm cho treû tieáp xuùc vôùi chì vaø vì vaäy nhieãm chì qua tay, mieäng, nhaát laø khi ñuùc chì, hôi ñoäc chì xaâm nhieãm vaøo cô theå treû raát nhanh, coù theå gaây ngoä ñoäc caáp cho treû. Laïi coù baø meï daïi doät döa nhöõng cuïc pin khoâng coøn duøng nöõa laøm ñoà chôi cho treû, laøm treû nhieãm chì maø khoâng bieát.

249

Khoâng neân cho treû tieáp xuùc vaø chôi vôùi caùc acquy hay nhöõng pin ñaõ hoûng. Ñaõ coù nhieàu baäc phuï huynh khoâng löôøng tröôùc nhöõng nguy haïi cuûa noù laøm treû ngoä ñoäc, maø ñaây laø ngoä ñoäc maõn tính, ngaám töø töø, roài tích luõy vaø phoùng ñaïi sinh hoïc ñeán moät giôùi haïn nhaát ñònh seõ gaây ung thö, thieáu maùu cho treû, bôûi vì chì coù ñaëc tính laø naèm laïi trong cô theå raát laâu. Chì coù khaû naêng taùc ñoäng maïnh leân teá baøo naõo non treû. Khi thaáy treû da mai maùi, söùc soáng giaûm, ít chôi, hay khoùc laø ngöôøi lôùn phaûi nghó ngay ñeán nguy cô treû bò nhieãm chì.

Nhöõng nghieân cöùu gaàn ñaây cuõng cho ta bieát raèng, chì trong lôùp ñaát maët coù nôi ñaït tôùi 0,5 – 5,0 mg/kg ñaát. Treû em leâ la treân ñaát deã nhieãm chì theo con ñöôøng maõn tính. Caùc nhaø nghieân cöùu ghi nhaän raèng, khaû naêng oâ nhieãm chì cho treû qua con ñöôøng thöùc aên gaáp 4 – 5 laàn ngöôøi lôùn.

Maët khaùc, ngöôøi ta theo doõi vaø thaáy raèng, bình quaân trong moãi ñieáu thuoác laù chöùa 4,0 – 12,0 μg chì, vaø bình quaân coù 20% ñoái löôïng chì ñoù ñöôïc ngöôøi huùt thuoác haáp thuï qua khoùi thuoác. Nhö vaäy, neáu moät ngöôøi huùt 20 ñieáu thuoác /ngaøy thì seõ haáp thu vaøo cô theå mình laø 1 – 5 μg/ngaøy. Caùc nghieân cöùu tin caäy cuõng chæ ra raèng, nhöõng treû em coù boá meï nghieän thuoác thì nguyeân cô nhieãm ñoäc chì cao gaáp 4 – 6 laàn so vôùi treû coù boá meï khoâng nghieän thöùc do nhieãm ñoäc khoùi thuoác thuï ñoäng (khoâng huùt nhöng hít phaûi khoùi thuoác cuûa boá meï thaûi ra).

Chì laø kim loaïi naëng (tyû troïng lôùn hôn 11 kg/dm3) coù ñoäc tính cao vôùi naõo, coù theå gaây ñoät töû ngoä ñoäc naëng, nhaát ñoái vôùi treû em. Nhöõng treû em tieáp xuùc vôùi chì, bò nhieãm ñoäc, thì da xanh taùi, bôûi vì chì ñaõ öùc cheá söï toång hôïp Hemoglobin, daãn ñeán caùc em aáy thieáu maùu. Chì coù theå chieám choã cuûa Canxi trong teá baøo môùi cuûa caùc treû, vaø taùc ñoäng leân chu trình bieán döôõng, daãn ñeán vieäc giaûm khaû naêng toång hôïp ATP (Adenozin Three Phosphate), laøm hoûng chöùc naêng cuûa teá baøo.

Vieäc xaùc ñònh löôïng chì haáp thuï vaøo cô theå cuûa treû töø nguoàn ñaát vaø buïi gaëp raát nhieàu khoù khaên. Theo thí nghieäm cuûa caùc taùc giaû nöôùc ngoaøi, neáu treû ñoù haáp thuï moät löôïng buïi haøng ngaøy khoaûng 25 – 100 mg, maø trong buïi ñoù laïi chöùa khoaûng 200 ñeán 2000 mg/kg thì treû ñoù coù theå haáp thuï moät löôïng chì laø 5 – 200 μg/ngaøy.

Tuy nhieân, khoâng phaûi laø taát caû löôïng chì thaâm nhaäp vaøo cô theå ñeàu vaøo maùu, maø chæ moät löôïng ít trong ñoù maø thoâi, coøn thì tích luõy laïi trong gan, thaän vaø trong môõ, soá coøn laïi thaûi qua ñöôøng phaân, nöôùc tieåu, moà hoâi.

250

Trieäu chöùng nhieãm ñoäc chì ôû treû nhieàu luùc khoù phaùt hieän ra, nhaát laø trong tröôøng hôïp löôïng chì nhieãm döôùi möùc nguy hieåm nhöng noù laïi gaây beänh maõn tính cho treû. Trong tröôøng hôïp naøy treû coù bieåu hieän thaàn kinh meät moûi, suy nhöôïc, tính tình trôû neân deã caùu gaét, nhöùc nhoái khaép mình.

Nhöõng treû nhieãm ñoäc chì ñeàu bò beänh thieáu maùu. Maëc khaùc, chæ aûnh höôûng leân boä maùy tieâu hoùa, neân treû aên uoáng giaûm suùt, chaùn aên, hay buoàn noân, ñau buïng coù nhöõng luùc döõ doäi, saéc maët taùi xaùm. Nhieãm ñoäc chì thì con ngöôøi, nhaát laø treû em, deã daãn ñeán suy gan vaø thaän.

Nhieãm ñoäc chì laø moät beänh moâi tröôøng, khoù phaùt hieän nhöng thöôøng gaëp nhaát laø ôû löùa tuoåi thieáu nieân nhi ñoàng. Caùc baäc phuï huynh caàn löu yù nhaát laø trong ñoâ thò nhieàu chaát thaûi, khoùi buïi, sôn nhaø, ñaát caùt, vaø nhaát laø ñoà chôi cuûa treû.

Gaàn ñaây, thò tröôøng caùc nöôùc tieân tieán vaø chính phuû nöôùc hoï ñaõ cho thu hoài ñoà chôi treû em coù ñoäc chaát, trong ñoù coù ñoäc chaát cuûa hôïp chaát chì. Ñaây laø vieäc laøm ñuùng, kòp thôøi ñeå baûo veä söùc khoûe cho caùc chaùu. Cuõng coù moät soá nöôùc coù chuû tröông caám caùc coâng ty saûn xuaát acquy tuyeån duïng treû em vò thaønh nieân keå caû caùc cöûa haøng cöûa hieäu söûa chöõa mua baùn acquy chì. Trong quy hoaïch caùc nhaø maùy ôû caùc khu coâng nghieäp, ngöôøi ta toái kî, caùch xeáp caùc nhaø maùy acquy beân caïnh hay gaàn vôùi nhaø maùy thöïc phaåm nhö nhaø maùy cheá bieán söõa maø moät thôøi ôû khu coâng nghieäp Ñoàng Nai 1 ñaõ phaïm phaûi ñeå roài trong söõa hoäp thaønh phaåm laïi bò nhieãm chì.

Moät thöû nghieäm keùo daøi 23 naêm vöøa môùi coâng boá treân nhöõng chuù khæ töø khi coøn beù cho ñeán khi tröôûng thaønh ñöôïc cho nhieãm ñoäc chì töø nguoàn thöïc phaåm. Caùc nhaø khoa hoïc taïi tröôøng ÑH Rhode Island, Kingston (Myõ) ñaõ phaùt hieän naõo cuûa nhöõng chuù khæ bò nhieãm ñoäc chì coù nhieàu gen bò ñoät bieán vaø noàng ñoä caùc protein lieân quan ñeán beänh Alzhheimar (beänh gaây suy giaûm trí nhôù, khaû naêng phaùn ñoaùn vaø suy nghó) taêng cao. Keát quaû naøy cho thaáy moái nguy hieåm cuûa nhieãm ñoäc chì ôû treû nhoû coù theå gaây neân beänh Alzhheimar khi chuùng tröôûng thaønh.

Nhieãm ñoäc chì ôû treû nhoû coøn ñöôïc bieát ñeán nhö laø nguyeân nhaân laøm treû phaùt trieån coøi coïc, gaây neân nhöõng toån thöông naëng ôû thaän vaø tai. Vì vaäy, theo hoäi ñoàng an toaøn söùc khoûe Myõ, caùc baäc phuï huynh coù theå chuû ñoäng phoøng ngöøa baèng caùch loaïi boû nguy cô nhieãm chì ôû trong nhaø nhö khoâng cho treû ôû laïi gaàn nôi coù buïi sôn hoaëc caùc maûnh vuïn sôn chì, choïn

251

nôi chôi cuûa treû saïch seõ, choïn ñoà chôi thích hôïp vaø an toaøn, nhaát laø ñoà chôi cho treû ôû ñoä tuoåi moïc raêng.

Nhieãm ñoäc chì ôû treû em nöôùc ta chöa ñöôïc quan taâm ñuùng möùc. Caùc baäc phuï huynh, caùc ñoaøn theå vaø nhaø nöôùc caàn quan taâm hôn cho theá heä töông lai.

5.7.5. Ngaên chaën vaø xöû lyù oâ nhieãm chì

Ngaên chaën vaø xöû lyù oâ nhieãm chì trong ñaát laø moät coâng vieäc caáp baùch do tính chaát nguy hieåm cuûa söï oâ nhieãm chì trong moâi tröôøng vaø söï nhieãm ñoäc chì treân con ngöôøi. Ngaên chaën ñöôïc coi laø bieän phaùp caàn thieát vaø laâu daøi, coøn xöû lyù chæ laø bieän phaùp tröôùc maét ñoái vôùi nhöõng vuøng bò oâ nhieãm naëng neà.

Ngaên chaën tröôùc heát laø loaïi boû nhöõng nguoàn oâ nhieãm. Phaûi loaïi boû oâ nhieãm chì töø khoùi thaûi xe gaén maùy baèng caùch haïn cheá söû duïng xaêng pha chì. Töø 1974, xaêng khoâng pha chì phaûi söû duïng cöôõng böùc ñoái vôùi xe môùi ôû Myõ. Theo baùo caùo cuûa Byrd (1994), nhìn chung, coù söï giaûm haøm löôïng chì giöõa caùc naêm 1973, 1979 ôû mieàn nam Louisiana. ÔÛ caùc nöôùc phaùt trieån khaùc, xaêng pha chì cuõng töøng böôùc ñöôïc haïn cheá söû duïng. ÔÛ Vieät Nam, maëc duø vieäc naøy ñöôïc quan taâm nhöng löôïng chì trong khoâng khí ñoâ thò vaø caùc giao loä vaãn giaûm chöa ñaùng keå. Loaïi boû oâ nhieãm chì töø caùc nguoàn oâ nhieãm coâng nghieäp baèng caùch aùp duïng nhöõng bieän phaùp xöû lyù chaát thaûi. Heä thoáng xöû lyù khoùi thaûi phaûi ñöôïc baét buoäc aùp duïng ôû caùc nhaø maùy luyeän kim, caùc nhaø maùy söû duïng nguyeân, nhieân lieäu coù chöùa chì vaø saûn xuaát caùc hôïp chaát Pb, caùc saûn phaåm coù chöùa chì. Ngoaøi ra, coù theå haïn cheá oâ nhieãm chì baèng caùch thay theá caùc vaät lieäu coù chöùa chì. Ví duï, coù theå thay theá caùc hôïp kim haøn chöùa chì trong coâng nghieäp ñieän töû baèng nhöõng hôïp kim haøn chaát khaùc, chaúng haïn nhö chaát baùn daãn, hoaëc thay theá phuï gia chì trong xaêng baèng caùc chaát coù coâng duïng töông töï nhöng khoâng chöùa chì.

Moät phöông phaùp xöû lyù tröïc tieáp oâ nhieãm chì trong ñaát cuûa Hooghiemstra vaø Tielbeek (1994). Phöông phaùp giaûm haøm löôïng chì trong lôùp ñaát maët thoâng qua vieäc giaûm pH ñaát xuoáng coøn 2,5 – 3,0, baèng caùch ngaâm chieát vôùi HCl 1M vaø ñöa FeCl3 daïng raén vaøo beà maët ñaát. Tuy nhieân, nhöõng yù töôûng naøy môùi ñöôïc thöïc hieän trong moät quy moâ nhoû.

252

5.7.6. Nhaän xeùt chung veà Pb

Chì laø chaát gaây oâ nhieãm khoâng khí ñaát, nöôùc vaø nhaát laø phaân boá roäng raõi trong nhieàu khu vöïc, coù aûnh höôûng ít hôn ôû nhöõng khu vöïc ít daân cö sinh soáng. Chì ñi vaøo ñaát töø nhieàu nguoàn vaø phaûn aùnh söï phaân boá söû duïng phoå bieán cuûa chì. Söï toàn taïi laâu daøi vaø khaû naêng tích luõy cuûa chì laøm cho noù trôû thaønh moät ñoäc chaát nguy hieåm trong moâi tröôøng, theâm vaøo ñoù laø taùc ñoäng naëng neà cuûa noù leân con ngöôøi. Nhaän thöùc ñöôïc taàm quan troïng cuûa ñoäc chaát chì, moät soá quoác gia ñaõ quan taâm haïn cheá caùc nguoàn phaùt thaûi oâ nhieãm chì, xöû lyù oâ nhieãm chì trong moâi tröôøng ñaát. Ñaây cuõng laø moät vaán ñeà ñaët ra cho nöôùc ta, trong hoaøn caûnh chuùng ta ñang thöïc hieän coâng nghieäp hoùa, hieän ñaïi hoùa ñaát nöôùc, chuùng ta caàn phaûi quan taâm hôn tôùi ñoäc chaát chì.

5.8. MANGAN VAØ COBALT 5.8.1. Giôùi thieäu

Mangan (Mn) vaø cobalt (Co) laø hai nguyeân toá quan troïng ñoái vôùi caùc ngaønh coâng nghieäp hieän ñaïi cuûa chuùng ta vaø khoù maø duy trì söï soáng neáu khoâng coù hai nguyeân toá naøy.

Mangan toàn taïi vôùi soá löôïng raát lôùn trong moâi tröôøng soáng vaø coù nhöõng öùng duïng quan troïng trong saûn xuaát nhö trong ngaønh kyõ ngheä saét, theùp vaø trong caùc aéc quy löu giöõ ñieän…

Cobalt toàn taïi vôùi soá löôïng raát ít vaø vì leõ ñoù maø noù ñaét tieàn. Trong nhieàu theá kyû qua, cobalt vaãn ñöôïc söû duïng trong vieäc cheá taïo caùc loaïi theùp ñaëc bieät, caùc loaïi thuoác nhuoäm taïo maøu xanh saãm, caùc vaät duïng baèng thuûy tinh …

Caû hai nguyeân toá naøy ñeàu caàn thieát cho cuoäc soáng sinh vaät nhö moät vi löôïng: mangan thì toàn taïi trong cô theå vi sinh vaät vaø thöïc vaät baäc cao; cobalt thì coù trong moät soá vi sinh vaät thöïc vaät, vaø caû hai ñeàu coù trong cô theå ñoäng vaät. Vaán ñeà oâ nhieãm moâi tröôøng ñaët ra laø phaûi so saùnh söï keát hôïp cuûa hai nguyeân toá naøy vôùi moät vaøi KLN khaùc. Noùi chung trong moät soá ñieàu kieän thì haàu heát nhöõng aûnh höôûng ñoäc haïi leân caây troàng bieåu hieän ôû söï vöôït quaù löôïng mangan vaø cobalt töï nhieân trong ñaát vaø söï röûa troâi ñaëc thuø.

253

5.8.2. Traïng thaùi toàn taïi cuûa mangan vaø cobalt 5.8.2.1. Mangan trong töï nhieân Mangan laø nguyeân toá phoå bieán, noù chieám 0,1% voû traùi ñaát. Trong

hôïp chaát chöùa mangan thì khoaùng vaät piroluzit laø thöôøng gaëp nhaát, vôùi daïng mangan dioxide (MnO2). Caùc khoaùng vaät haumanit (Mn3O4), braunit (Mn2O3) cuõng coù giaù trò to lôùn.

Mangan laø nguyeân toá thuoäc phaân nhoùm chính nhoùm baûy (halogen) gaàn gioáng nhö nhöõng nguyeân toá phaân nhoùm chính vaø phaân nhoùm phuï nhoùm VI. Vì ôû lôùp electron beân ngoaøi cuûa nguyeân töû caû thaûy coù 6 electron neân mangan khoâng coù khaû naêng keát hôïp electron vaø khaùc vôùi halogen, noù khoâng taïo hôïp chaát vôùi hydro. Tuy nhieân, nhöõng hôïp chaát chöùa oxy cao nhaát cuûa caùc nguyeân toá naøy ôû möùc ñoä naøo ñoù gioáng caùc hôïp chaát cuûa halogen töông öùng, vì 7 electron cuûa chuùng cuõng nhö cuûa halogen coù theå tham gia taïo lieân keát vôùi oxi.

Mangan laø kim loaïi cöùng, gioøn, maøu traéng baïc. Khoái löôïng rieâng cuûa noù laø 7,44g/cm3, nhieät ñoä noùng chaûy laø 1246oC. Mangan coù boán daïng bieán daïng tinh theå, moãi daïng beàn veà phöông dieän nhieät ñoäng trong nhöõng giôùi haïn nhieät ñoä xaùc ñònh. Döôùi 707oC mangan beàn, coù caáu truùc phöùc taïp. Tính phöùc taïp caáu truùc cuûa mangan ôû nhieät ñoä döôùi 707oC gaây neân tính gioøn cuûa noù.

Mangan taïo thaønh boán oxit ñôn giaûn nhö MnO, Mn2O3, MnO2, MnO3, Mn2O7 vaø oxit hoãn taïp nhö Mn3O4 (MnO.Mn2O3). Hai oxit MnO vaø Mn2O3 coù tính bazô; MnO2 löôõng tính; Mn2O7 laø anhidrit cuûa acid permanganic HMnO4.

Hôïp chaát beàn nhaát cuûa mangan laø mangan dioxit MnO2 maøu naâu saãm vaø MnO3 maøu ñen xuaát hieän trong caùc ruoäng luùa ôû thung luõng vuøng ñaát bazan vôùi pH = 6,0. Caùc saûn phaåm ñaõ ñöôïc taïo thaønh khi oxy hoùa caùc hôïp chaát hoùa trò thaáp, cuõng nhö khöû caùc hôïp chaát oxy hoùa trò cao cuûa mangan. Trong moâi tröôøng acid thì mangan dioxide laø chaát oxy hoùa khaù maïnh. Ngöôøi ta thöôøng duøng noù laøm chaát oxy hoùa khi ñieàu cheá clo ñeå saûn xuaát acid clohidric ñöa vaøo trong caùc pin khoâ.

5.8.2.2. Toång quan vai troø cuûa Mangan

Moái quan taâm cuûa khoa hoïc ñoái vôùi mangan trong ñaát chuû yeáu laø vai troø cuûa noù vôùi caây troàng vaø caùc loaøi ñoäng vaät. Thöïc vaäy, mangan laø

254

moät nguyeân toá raát caàn thieát vaø ñöôïc tìm thaáy vaøo naêm 1963. Theo Raulin (1970), moät caùch toång quaùt thì mangan caàn thieát cho söï phaùt trieån cuûa nhöõng loaøi naám rhizopus (thuoäc lôùp naám vaøng coù maøu hôi ñen). Theo nhöõng nghieân cöùu cuûa Mc.Hargue (1986) vôùi caùc loaïi yeán maïch, ñaäu naønh, caø chua, mangan cung caáp moät löôïng nhoû chaát dinh döôõng cho caây troàng vaø laø moät trong nhöõng nguyeân toá thieát yeáu ñoái vôùi nhöõng loaøi ñoäng vaät coù vuù. Thöïc vaäy, mangan coù khaû naêng hoaït hoùa caùc enzym, tham gia vaøo quaù trình toång hôïp glucoprotein, bieåu hieän laø taïo moät lôùp boïc kim loaïi gioáng nhö lôùp ñaát seùt. Mangan cuõng tham gia vaøo quaù trình toång hôïp caùc acid beùo vaø quaù trình phaùt trieån trong xöông cuûa caùc loaøi gia caàm. Ñoù chính laø chöùc naêng quan troïng cuûa mangan, raát caàn thieát ñoái vôùi caây troàng. Ví duï ñieån hình laø mangan hieän coù trong DNA, heä enzym, acid milic cuûa laù vaøng heä C4 cuûa caây troàng. Noù ñöôïc xem laø moät thaønh phaàn ñaëc bieät trong quaù trình quang hôïp.

Ngaøy nay, mangan laø nguyeân toá veát thöôøng bò thieáu huït nhaát trong caùc loaïi nguõ coác. Trong ñieàu kieän möa nhieàu, ñaát coù ñoä pH cao, coù nhieàu hôïp chaát höõu cô coù chöùa carbonate, löôïng mangan deã bò thieáu huït.

5.8.2.3. Toång quan vai troø cuûa Cobalt trong töï nhieân

Cobalt ít phoå bieán trong töï nhieân, haøm löôïng cuûa noù trong voû traùi ñaát khoaûng 0,004%. Cobalt thöôøng gaëp trong hôïp chaát vôùi arsenic döôùi daïng khoaùng xmantit (CoAs2) vaø cobantin (CoAs).

Cobalt laø nguyeân toá kim loaïi oùng aùnh, raén, gioáng saét. Cobalt khoâng aùi löïc vôùi khoâng khí vaø nöôùc. Caùc hôïp chaát thoâng thöôøng cuûa cobalt: cobalt oxide (CoO); cobalt (III) oxide (Co2O3), cobalt hydroxide Co(OH)2 vaø Co(OH)3. Ngoaøi ra, cobalt coøn toàn taïi ôû daïng oxide hoãn hôïp Co3O4 (CoO.Co2O3). Hôïp chaát Co (III) ít beàn hôn so vôùi hôïp chaát saét Fe (III) vaø theå hieän khaû naêng oxy hoùa maïnh hôn.

Khaû naêng taïo phöùc cuûa Co (III) raát ñaëc tröng, nhöng khoâng beàn.

- Cobalt ñöôïc duøng chuû yeáu trong caùc hôïp kim maø caùc hôïp kim naøy ñöôïc söû duïng laøm vaät lieäu beàn nhieät vaø chòu nhieät, ñeå cheá taïo nam chaâm vónh cöûu vaø caùc duïng cuï goït saét. Hôïp kim beàn nhieät vaø chòu nhieät vitali coù chöùa 65% Co vôùi caùc nguyeân toá khaùc thì thöôøng giöõ ñöôïc ñoä beàn cao vaø khoâng bò aên moøn ôû nhieät ñoä 800 – 850oC.

255

- Hôïp chaát cobalt laøm cho thuûy tinh coù maøu xanh saãm (do taïo thaønh cobalt silicate). Thuûy tinh naøy nghieàn thaønh boät ñöôïc söû duïng laøm chaát maøu xanh vôùi teân goïi laø “sman” hay “cobalt”.

- Muoái cobalt ôû traïng thaùi khan thöôøng coù maøu xanh, coøn dung dòch nöôùc vaø hydrat tinh theå cuûa noù coù maøu hoàng. Ví duï: cobalt (II) chlorur taïo thaønh caùc tinh theå maøu hoàng coù thaønh phaàn CoCl2 6H2O. Giaáy loïc thaám dung dòch muoái naøy vaø sau ñoù laøm khoâ coù theå duøng laøm aåm keá khoâ (chaát chæ thò ñoä aåm) vì chaát naøy phuï thuoäc vaøo haøm löôïng aåm trong khoâng khí maø noù coù maøu khaùc nhau, töø xanh ñeán hoàng.

5.8.2.4. Toång quan vai troø cuûa Cobalt trong moâi tröôøng ñaát

Cobalt laø moät phaàn töû trong ñaát coù vai troø caàn thieát ñoái vôùi nhöõng loaøi ñoäng vaät nhai laïi vaø caùc loaïi vi sinh vaät. Hôn theá nöõa, cobalt coøn laø nguyeân toá ñaëc tröng cho ngaønh ñòa chaát hoïc vaø khoaùng vaät hoïc.

Trong nhieàu kæ nguyeân, noâng daân treân theá giôùi ñaõ phaùt hieän ra moät soá baõi coû khoâng phuø hôïp cho vieäc chaên thaû cöøu vaø gia suùc. Nhìn chung ôû nhöõng baõi coû ñoù, thuù vaät giaûm ñi söï theøm aên, trôû neân yeáu ôùt vaø gaày guoäc, thieáu maùu vaø thaäm chí bò cheát. Nhöõng naêm 1930, bieän phaùp ñeà ra laø phaûi giaûm löôïng cobalt trong coû vaø vieäc söû duïng cobalt thöôøng ngaøy phaûi giaûm bôùt trong töøng ñieàu kieän. Vaøo naêm 1948, moät tieàn toá nguy haïi gaây thieáu maùu chöùa 4% cobalt ñöôïc tìm thaáy trong gan. Chaát naøy xem nhö laø vitamin B12 vaø laø phöông thuoác ñieàu trò cho cöøu. Coâng vieäc naøy chöùng toû moät caùch thuyeát phuïc taàm quan troïng cuûa söï thieáu huït cobalt ñoái vôùi ñoäng vaät nhai laïi vaø chæ ra raèng keát quaû cuûa söï roái loaïn thöïc chaát laø thieáu vitamin B12 (hay chính xaùc hôn laø phaàn töû coù quan heä thaân thieát vôùi vitamin B12 laø coenzym). Vitamin B12 vaø coenzym cuûa noù keát hôïp vôùi caùc phaân töû phöùc taïp coù chöùa Co (III) taïi taâm cuûa moät tetrapyrrole ôû voøng tuaàn hoaøn lôùn maø ñöôïc toång hôïp bôûi caùc vi sinh vaät trong daï coû. Ñieàu ñaùng quan taâm vôùi cobalt trong ngaønh sinh vaät hoïc laø vai troø cuûa noù trong vieäc coá ñònh nitô. Moät ñoøi hoûi ñoái vôùi nguyeân toá naøy ñöôïc giaûi thích caû cho vi khuaån rhizobium hình thaønh töø söï keát hôïp coá ñònh vôùi reã caây hoï ñaäu vaø cho vi khuaån coá ñònh nitô soáng töï do. Cobalt döôøng nhö cuõng caàn thieát cho taûo lam. Maëc duø ban ñaàu cobalt ñaõ khoâng thuyeát phuïc ñöôïc nhu caàu caàn thieát cuûa noù ñoái vôùi thöïc vaät baäc cao nhöng baèng chöùng thu ñöôïc laø noù coù lôïi cho söï phaùt trieån cuûa caây troàng töø vieäc naâng cao nguoàn cung caáp nguyeân toá cobalt vaø keát quaû laø saûn löôïng nguõ coác cuõng taêng leân.

256

5.8.3. Ñòa sinh hoùa cuûa mangan vaø cobalt

5.8.3.1. Ñòa sinh hoùa mangan

Taát caû ñaát ñaù trong lôùp voû traùi ñaát ñeàu coù chöùa mangan coù noàng ñoä, noùi chung, cao hôn raát nhieàu so vôùi nhöõng chaát dinh döôõng khaùc, moät phaàn laø töø saét. Noàng ñoä cao nhaát (ñöôïc bieát khoaûng treân 1 vaøi ngaøn mg/kg) trong ñaù bazan vaø khoaùng chaát gabbro. Bôûi vì, mangan toàn taïi chuû yeáu nhö laø moät nguyeân toá thay theá cho ion Fe2+ trong 8 maët cuûa caáu taïo cuûa khoaùng chaát feroxyanua silicat.

Haøm löôïng bieán ñoåi raát lôùn trong ñaù (ñaù granite, ryholite v.v…), dieäp thaïch, nhöng nhìn chung phaïm vi bieán ñoåi khoaûng töø 200 ÷1000 mg/kg. Trong ñaù traàm tích, phaïm vi noàng ñoä trong ñaù voâi khoaûng töø 400 – 600 mg/kg, nhöng haøm löôïng thaáp hôn thì thoâng thöôøng trong sa thaïch (khoaûng töø 20 - 50 mg/kg).

Baûng 5.11: Mangan oxide vaø mangan hydroxide coù trong ñaát (theo Mekenzie vaø Gilkes)

Coâng thöùc phaân töû Tyû leä xuaát hieän Khoaùng chaát

MnO2 Hieám Pyrolusite

MnO2 Hieám Ramsdellite

(Mn2+, Mn3+, Mn4+) (O,OH)2 Hieám Nsutite

Ba2MnO16 Trung bình Hollandite

K2MnO16 Trung bình Cryptomelane

Pb2MnO16 Trung bình Coronadite

(Ba, K, Mn, Ca)2 Mn5O10 Trung bình Romanechite

(Na, Ca, K, Ba, Mn2+)2 Mn5O12. 3H2O Trung bình Todorokite

(Na0-7, Ca0-3) Mn7O14 . 28H2O Thoâng thöôøng Birnessite

Mn02 . H2O Thoâng thöôøng Vernessite

(Ca, Mn) Mn4O9 . 3H2O Trung bình Ranceite

Na4Mn14O27.9H2O Hieám Buserite

(Al,Li) MnO2 (OH)2 Trung bình Lithiophorite

Mn3+O–OH Hieám Manganite

Mn2+ Mn23+ O4 Hieám Hausmannite

257

Mangan coù theå tham gia trong taát caû caùc quaù trình oxy hoùa ôû traïng thaùi töø Mn (II) ñeán Mn (VII), quaù trình oxy hoùa Mn (II), Mn (III) vaø Mn (IV) xaûy ra trong caùc khoaùng chaát khi noù keát hôïp vôùi oxy, carbonate vaø silica. Ví duï nhö söï nhieät phaân caùc quaëng khoaùng chaát (MnO2), rhodochrosite (MnCO3), rhodonite (MnSiO3), nhieàu oxide vaø hydroxide khaùc, trong ñoù coù söï thay theá Mn (II) vaø Mn (III) cho Mn (IV) xaûy ra raát nhieàu. Ion Mn (Mn2+) trong quaù trình oxy hoùa coù theå bò oxy hoùa khi caáu truùc thay ñoåi, trôû neân khoâng beàn vaø coù söï saép xeáp laïi ñeå hình thaønh moät giai ñoaïn môùi.

Soá oxy hoùa cuûa mangan ñöôïc goïi döôùi nhieàu teân. MnO2 goïi laø δ - MnO2, hay laø manganous mangan. Hình thöùc naøy xuaát hieän roäng raõi trong quaù trình khoaùng hoùa mangan trong ñaát, noùi caùch khaùc laø ñaõ ñöôïc phoå thoâng hoùa.

5.8.3.2. Ñòa sinh hoùa cobalt

Caùc moû khoaùng hoùa cobalt bao goàm cobaltile (CoAsS – FeAs) vaø skutterudite (CoAs3 – NiAs3). Moät phaàn töø nhöõng moû naøy khoaùng hoùa taïo ra caùc feroxyanua khoâng beàn nhö laø olivin, pyroxene, amphibole vaø biotite. Saûn phaåm naøy chöùa chuû yeáu laø ion Mg2+ (baùn kính ion 7,8nm), ion Fe2+ (baùn kính ion 8,3nm) vaø nhieàu ion Co2+ baùn kính 8,2nm keát hôïp chaët cheõ hình thaønh tinh theå baét cheùo nhau bôûi söï thay ñoåi cuûa nhöõng ñoàng ñaúng. Ngöôïc laïi, nhöõng loaïi ñaù acid nhö ñaù granit, khoâng chöùa khoaùng feroxyanur, thì coù ít cobalt.

Ñaù bieán chaát nhö dunite, perid vaø saûn phaåm matamorphism, serpentitite coù chöùa 100 – 200 mg/kg Co. Ñaù neàn nhö bazan coù chöùa 30 – 45 mg/kg, rhyolite chæ chöùa khoaûng 5 – 10 mg/kg.

Löôïng Co trong ñaù traàm tích phaûn öùng vôùi caùc thaønh phaàn cuûa khoaùng hoùa. Ñaù giaøu cobalt khoaûng töø 10 – 50 mg/kg, trong khi soá sa thaïch taïo ra töø ñaù giaøu acid silic dioxide coù noàng ñoä thaáp hôn nhieàu.

5.8.4. Nguoàn goác cuûa mangan vaø cobalt trong ñaát

5.8.4.1. Nguoàn goác cuûa mangan trong ñaát

Trong ñaát haàu nhö coù taát caû caùc thaønh phaàn mangan coù nguoàn goác töø nguyeân lieäu vaø noàng ñoä cuûa caùc chaát khoaùng trong ñaát bò aûnh höôûng bôûi nguoàn goác cuûa caùc thaønh phaàn khoaùng chaát. Trong ñaát nhìn chung Mn

258

coù trong caùc khoaùng oxide birnessite vaø vernadite. Tuy nhieân, moät soá vuøng coù nhieàu loaïi oxide khaùc. Nhö laø oxide Non-stoichimetri coù söï thay ñoåi hoùa trò, keát quaû thoâng thöôøng cuûa quaù trình oxy hoùa mangan (II) laø giaûm ñi löôïng Mn (IV). Dubois ñaõ so saùnh söï chuyeån bieán cuûa 150 vaät lieäu ñeå chæ ra raèng, coù moät ñieåm chung veà caáu taïo giöõa Mn1.2 vaø Mn2.0. Thöïc vaäy, nhieàu loaïi oxide khaùc cuûa mangan cho thaáy chieàu höôùng hình thaønh tinh theå raát maïnh vôùi nhöõng kim loaïi chuyeån tieáp khaùc, trong ñoù bao goàm Co.

Birnessite laø saûn phaåm cuûa quaù trình oxy hoùa ñaàu tieân cuûa ñaù cacbonate vaø xuaát hieän trong khoái keát haïch toát nhö laø nhieàu nguyeân vaät lieäu coù nguoàn goác tinh vi. Lithiophorite laø moät taàng mangan ñoâi, thöïc teá coù chöùa moät löôïng Li vaø Al (nhoâm). Trong moâi tröôøng trung tính vaø hôi kieàm vaø moâi tröôøng ñaát thoaùng khí toát, quaù trình oxy hoùa Mn (IV) laø beàn vöõng nhaát, thaønh phaàn cuûa oxit mangan ôû trong phaïm vi Mn3O4 ñeán MnO2 nhöng trong ñieàu kieän bao goàm Mn (II) thì khoâng. Tính tan cuûa nhieàu loaïi mangan giaûm bôùt vaø ñieàu naøy coù lieân quan ñeán khaû naêng löu giöõ mangan ñeå cung caáp cho reã caây.

5.8.4.2. Nguoàn goác cuûa cobalt trong ñaát

Toång löôïng cobalt trong nhieàu loaïi ñaát khaùc nhau trong khoaûng töø 0,05 ñeán 300 mg/kg, vôùi löôïng trung bình khoaûng 10 – 15 mg/kg. Löôïng khaùc nhau chuû yeáu do nguoàn goác cuûa khoaùng chaát .

Ví duï, trong ñaát ôû Scotland coù sespentine, andesite vaø granite, noàng ñoä cobalt cuûa moãi chaát laø 40 – 200, 10 – 20 vaø beù hôn 1 – 3 mg/kg (< 1 - 3 mg/kg) vaø döôùi ñieàu kieän nhieät ñôùi khaùc bieät ôû caùc nöôùc Trung Phi, nhieàu höôùng so saùnh ñaõ phaùt hieän ñöôïc noàng ñoä cuûa ñaát xaùm fernginous laø 20 – 100 mg/kg ñöôïc hình thaønh töø amphibolite, 30 – 60 mg/kg töø migmatite vaø < 3mg/kg töø granite.

Nhìn chung, cobalt coù nhieàu trong caùc hôïp chaát höõu cô vaø ñaát seùt. ÔÛ ñaát podzols, quaù trình tích tuï cobalt trong taàng B, nôi maø nhìn chung boài tích Fe bò suy yeáu. Ngöôïc laïi, ôû chernozems vaø vertisols, söï saép xeáp cobalt khoâng thay ñoåi trong suoát thôøi gian quan saùt. Trong moâi tröôøng acid, söï hoøa tan vaø chieát loïc xaûy ra nhieàu. Keát quaû chung laø toång noàng ñoä cobalt trong ñaát mang tính kieàm cao hôn trong ñaát mang tính acid.

259

5.8.5 AÛnh höôûng cuûa mangan, cobalt leân caây troàng

Söï haáp thuï cobalt vaø mangan cuûa caây phuï thuoäc vaøo noàng ñoä caùc nguyeân toá trong quaù trình hình thaønh ion trong ñaát vaø noàng ñoä maø caây haáp thuï ñöôïc laø do söï trao ñoåi ion cuûa caùc cation phöùc taïp.

Caây haáp thuï mangan ôû daïng Mn (II), thaønh phaàn ñaát coù aûnh höôûng ñeán khaû naêng haáp thuï cuûa ñaát vaø khaû naêng cung caáp mangan cho caây. Chaát dinh döôõng coù aûnh höôûng nhieàu nhaát ñeán söï giaûm bôùt mangan töø traïng thaùi oxy hoùa cao nhaát xuoáng traïng thaùi hoùa trò II. Cobalt cuõng coù khaû naêng nhö laø cation hoùa trò II, quaù trình oxy hoùa thoâng thöôøng chæ xaûy ra trong ñaát khoaùng. Tuy nhieân, nhieàu yeáu toá quan troïng trong vieäc xaùc ñònh roõ lôïi ích cuûa mangan cuõng ñeå aùp duïng vôùi cobalt, ngay sau khi tìm ra söï keát hôïp cuûa caùc khoaùng oxide mangan.

Hình 5.1: Moái töông quan giöõa caùc hình thöùc khaùc nhau cuûa mangan trong ñaát

(theo Ghanem)

5.8.5.1. AÛnh höôûng cuûa mangan ñoái vôùi caây troàng

Moät khaùi nieäm veà nhöõng hình thöùc khaùc nhau maø mangan xuaát hieän trong ñaát chæ ra ôû hình 5.1 theå hieän söï phaân phoái mangan giöõa nhöõng phaàn ñaát mang tính acid. Mangan chòu aûnh höôûng raát nhieàu bôûi caùc ion

Giôùi haïn mangan höõu cô coù theå hoøa tan trong nöôùc

Mangan voâ cô coù theå hoøa tan

trong nöôùc

Mangan coù theå trao ñoåi

Mangan coù theå

giaûm deã daøng

Caùc oxide

mangan cao hôn

Möùc

ñoä

Mn

trô

260

H+ vaø caùc electron. Ví duï nhö: söï giaûi phoùng Mn2+ töø quaù trình nhieät phaân, minh hoïa bôûi phaûn öùng sau:

MnO2 + 4H+ + 2e = Mn2+ + 2H2O

Moät nghieân cöùu khaùc töø ñaát seùt nguyeân chaát ñaõ cho nhöõng keát quaû coù töông quan thích hôïp vôùi lyù thuyeát: pMn = 4,26 pH + constant.

Tuy nhieân, trong moät töông quan toång quaùt thì: pMn = apH + constant. Ñieàu ñoù chæ raèng, giaù trò cuûa a seõ laø hai heä soá thöïc nghieäm cuûa moät vaøi oxide Mn khaùc nhau bao goàm caû MnO2.

Tính ñoäc haïi cuûa mangan

Daáu hieäu nhaän bieát tính ñoäc haïi cuûa mangan ñöôïc phaùt hieän trong nhöõng vuï muøa maø phaïm vi thu hoaïch lôùn nhö laø caây ñaäu, caây boâng vaûi, caây thuoác laù vaø caùc loaïi caây cho haït moïc ôû vuøng cao thì coù moät löôïng Mn raát cao. Theo baùo caùo, noàng ñoä ñoäc haïi cho caùc loaïi caây ñoù vaø nhieàu loaïi caây khaùc töø 80 – 5000 mg/kg. Söï ñoäc haïi naøy nhìn chung laø do ñaát chua vaø khí haäu noùng aåm.

- Ñaát ngaäp nöôùc: trong ñaát ngaäp nöôùc, hoùa trò cuûa mangan xeùt veà phöông dieän hoùa hoïc vaø hoùa sinh, theo tieán trình nhieät ñoäng hoïc thì phaûn öùng giaûm daàn MnO2, sau ñoù laø NO3 vaø Fe (III). Theo Ponnamperurna (1976), ñaát chua coù mangan nhieàu vaø caùc chaát höõu cô, coù theå trong nöôùc cuûa ñaát coù noàng ñoä nöôùc hoøa tan Mn2+ ñeán 90 mg/l, ôû nhieät ñoä 25 – 35oC trong 1 – 2 tuaàn sau khi bò ngaäp nöôùc. Ñaát kieàm (pH > 7) vaø ñaát coù chöùa ít mangan thì hieám khi coù noàng ñoä nöôùc hoøa tan mangan quaù 10 mg/l taïi moät vaøi choã öù ñoïng. Khi noàng ñoä Mn2+ cao ñöôïc giaûm bôùt, taùc ñoäng ñoäc haïi leân caây troàng thöôøng ñöôïc ghi nhaän. Trong ñieàu kieän naøy, Mn trong caây troàng coù theå ñaït hôn 30 mg/kg chaát khoâ. Söï giaûm suùt mangan trong nöôùc hoøa tan laø do keát tuûa MnCO3 ban ñaàu taêng leân sau khi ngaäp nöôùc. Hoaït tính cuûa Mn2+ sau khi leân ñeán ñænh seõ laø:

pH + ½ log Mn2+ + ½ log CO2 = 4,4

- Quaù trình oxy hoùa: vi sinh vaät coù theå oxy hoùa mangan vaø vì theá maø soá löôïng mangan hieän taïi trong ñaát ôû daïng caây troàng coù theå haáp thuï ñöôïc seõ giaûm. Theo Alecxander (1978), quaù trình oxy hoùa sinh hoïc khoâng aûnh höôûng ñeán hoaït tính nhöng aûnh höôûng ñeán pH, pH toái ña khoaûng töø 6,0 – 7,5. Tuy nhieân, trong moät nghieân cöùu maø natri azide ñöôïc duøng ñeå ngaên caûn hoaït tính vi sinh trong moâi tröôøng ñaát chua ñaõ chæ ra raèng, vi

261

sinh vaät laø nguyeân nhaân oxy hoùa Mn (II) ñöôïc theâm vaøo trong moâi tröôøng acid. Ñoä oxy hoùa giaûm khi pH taêng trong phaïm vi 5,0 – 6,5.

- Haïn haùn: ñaát khoâ caèn coù theå laø keát quaû cuûa söï gia taêng ñaùng keå mangan chieát xuaát töø ñaát vaø thaäm chí seõ taêng hôn ôû 60oC. Söï tích luõy trong ñaát khoâ ñaåy maïnh söï gia taêng mangan raát lôùn.

Baûng 5.11: Tieán trình nhieät ñoäng hoïc cuûa mangan trong ñaát theo ponnamperma (1976)

Phöông trình phaûn öùng E07a pE0

7b

O2 + 4H+ = 4e = 2H2O 0,814 13,80

2NO2– + 12H+ + 10e– = N2 + 6H2O 0,714 12,66

MnO2 + 4H+ + 2e– = Mn2+ + 2H2O 0,401 6,80

CH3COCOOH + 2H+ + 25 = CH3CHOHCOOH –0,158 –2,67

Fe(OH)3 + 3H+ + e– = Fe2+ + 3H2O –0,185 –3,13

S042– + 10H+ + 8e– = H2S + 4H2O –0,214 –3,63

CO2 + 8H+ + 8e– = CH4 + 2H2O –0,244 –4,14

N2 + 8H+ + 6e– = 2NH4+ –0,278 –4,69

NADP + H+ + 2e– = NADPH –0,317 –5,29

NAD+ + H+ + 2e– = NADH –0,329 –5,58

2H+ + 2e– = H2 –0,413 –7,00

Perredoxin (Fe3+) + e– = Ferredoxin (Fe2+) –0,431 –7,31

5.8.5.2. AÛnh höôûng cuûa cobalt ñoái vôùi caây troàng

Cobalt ñöôïc xem laø chaát dinh döôõng cho caây troàng, vì theá nhieàu coá gaéng ñaõ ñöôïc xuùc tieán ñeå giaûi quyeát cho vaán ñeà öôùc löôïng kích côõ ôû nhöõng khu vöïc khoâng oån ñònh, ñeå döï ñoaùn khaû naêng haáp thuï cobalt cuûa caây troàng treân moät soá vuøng ñaát vaø ñoàng thôøi ñieàu chænh laïi cheá ñoä aên uoáng cuûa caùc loaøi ñoäng vaät aên coû nhai laïi.

Ñaùnh giaù veà cobalt ôû nhöõng vuøng khoâng oån ñònh cho thaáy, söï trao ñoåi ion hình thaønh trong dung dòch. Nhöõng chaát phaûn öùng ñöôïc duøng bao goàm moät soá chaát maø laøm thay ñoåi ñaùng keå moät trong hai ñaëc tính cuûa ñaát, moät trong hai ñaëc tính naøy coù aûnh höôûng raát nhieàu ñeán löôïng cobalt coù

262

saün vaø pH ñaát. Coù nhieàu daáu hieäu cho raèng söï haáp thuï cobalt taêng thì pH cuûa ñaát giaûm.

Tình traïng thoaùt nöôùc trong ñaát coù aûnh höôûng quan troïng ñeán löôïng cobalt maø caây troàng haáp thuï. Nhìn chung, löôïng cobalt nhieàu hôn khu vöïc keá beân thoaùt nöôùc toát vaø söï haáp thuï cuûa caây troàng taêng ñaùng keå. Mitchell cho laø aûnh höôûng naøy laø do söï khaùc nhau veà tyû leä khoaùng chaát feroxyanur, do söï khaùc nhau cuûa caùc loaïi ñaát khoaùng seùt vaø caùc hôïp chaát höõu cô phöùc taïp hình thaønh ôû nhöõng ñieàu kieän thoaùt nöôùc khaùc nhau.

5.8.5.3. AÛnh höôûng cuûa mangan vaø cobalt leân hoaït ñoäng moâi tröôøng reã (rhizosphere)

AÛnh höôûng cuûa caùc ion trao ñoåi trong vuøng reã caây phuï thuoäc vaøo pH cuûa quaù trình hoaït ñoäng trong moâi tröôøng reã caây; vaø nhôø ñoù, mangan coù theå tan ñöôïc. Moät soá quan saùt ñaõ chæ ra raèng, mangan tan ñöôïc seõ laøm cho reã caây phaùt trieån toát. Bronfied (1990) thì cho raèng, söï röûa troâi cuûa reã caây yeán maïch coù chöùa nhöõng chaát coù theå hoøa tan MnO2. Godo vaø Reisenauer (1992) thì noùi raèng, löôïng mangan taùch chieát vôùi 0,01M CaCl2 trong ñaát töø quaù trình rhizosphere cuûa reã caây luùa mì taêng leân ñaùng keå, ñoàng thôøi pH seõ coù theå xuoáng thaáp hôn 5,5. Hai oâng keát luaän, maëc duø pH laø moät yeáu toá aûnh höôûng ñeán löôïng mangan tieàm taøng trong ñaát nhöng aûnh höôûng cuûa noù laø moät boå sung coù yù nghóa cho hoaït ñoäng cuûa rhizosphere.

Linchan (1998) ñaõ ño söï dao ñoäng cuûa noàng ñoä cobalt vaø mangan trong dung dòch ñaát cuûa moät vuï muøa luùa maïch. OÂng chæ ra raèng, noàng ñoä mangan vaø cobalt cao nhaát trong dung dòch ñaát xuaát hieän trong nhieàu thaùng vaøo muøa heø vaø keøm theo laø pH hôi taêng. Moâ hình bieán ñoåi theo thôøi gian cuûa mangan xaûy ra truøng vôùi thôøi kyø reã caây phaùt trieån maïnh nhaát vaø vì theá, coù theå coù söï thay ñoåi maïnh nhaát cuûa caùc chaát voâ cô trong reã caây, chaúng haïn nhö caùc chaát naøy coù theå chöùa nhieàu nhaân toá phöùc taïp hoaëc chuùng coù theå kích thích söï phaùt trieån cuûa heä thöïc vaät rhizosphere maø heä thöïc vaät rhizosphere thì coù chöùa nhieàu chaát nhö vaäy. Lincha (1998) cho raèng nhöõng acid höõu cô coù troïng löôïng phaân töû nhoû hay nhöõng amino acid coù theå bò huùt vaøo.

5.9. KEÕM (Zn) Keõm laø moät nguyeân toá hoùa hoïc toàn taïi ôû daïng raén. Beân caïnh vieäc

phaûn öùng vôùi moät soá chaát hoùa hoïc khaùc ñeå taïo ra caùc hoùa chaát phuïc vuï

263

cho ngaønh hoùa chaát, keõm coøn ñoùng goùp moät phaàn khoâng nhoû trong vieäc toàn taïi cuûa con ngöôøi. Noù laø yeáu toá caàn thieát cho söï toàn taïi cuûa con ngöôøi, ñoäng vaät vaø thöïc vaät baäc cao. Caùc yeáu toá coù lôïi cuûa keõm trong söï phaùt trieån cuûa aspergillusniger ñöôïc phaùt hieän bôûi Raulin naêm 1869 – 1870. Söï phaùt hieän veà tính taát yeáu cuûa keõm ñoái vôùi thöïc vaät baäc cao, naêm 1926, ñöôïc hoaøn thieän do Sommer vaø Lipman.

Keõm coøn ñöôïc coi laø caàn thieát cho con ngöôøi vaø ñoäng vaät nghóa laø neáu khoâng coù keõm thöôøng xuyeân seõ laøm cho caùc chöùc naêng giaûm suùt. Lieàu thích hôïp trong aên uoáng ñoái vôùi ngöôøi lôùn khoaûng 15 mg/ngaøy. Keõm ñoùng moät vai troø laø chaát caáu taïo vaø xuùc taùc trong nhieàu enzym lieân quan ñeán quaù trình ñoàng hoùa naêng löôïng, trong vieäc chuyeån ñoåi caùc chaát. Thieáu keõm trong con ngöôøi vaø ñoäng vaät theå hieän qua trieäu chöùng bieáng aên, keùm phaùt trieån, toån thöông veà da vaø khoâng phaùt trieån giôùi tính. Ñoái vôùi con ngöôøi, veà trí tueä vaø khaû naêng mieãn dòch, khaû naêng nhaän bieát vò giaùc cuõng coù theå xaûy ra khi thieáu Zn. Ñoái vôùi ñoäng vaät baäc cao, haáp thuï keõm nhieàu nhaát laø daïng Zn2+, bôûi vì, noù ñoùng moät vai troø laø thaønh phaàn kim loaïi cuûa enzym. Theo Macshner (2000), coù ít nhaát boán enzym chöùa keõm khoâng töï do: carbonic anhydracs, acolhoc dehydrogenas Cu Zn superoxide dimutase vaø RNA polimerase. Hôn nöõa, keõm coøn raát caàn thieát cho caùc hoaït ñoäng cuûa enzym khaùc nhau nhö: dehydrogenases, aldolases, isomerases, transphoát phoylases, DNA vaø RNA polimerase. Do nhöõng chöùc naêng naøy maø keõm cuõng lieân quan ñeán vieäc toång hôïp carbonhydrate protein. Keõm coøn caàn thieát cho vieäc toång hôïp neân chaát tryptopphan, chaát ñi ñaàu trong vieäc toång hôïp chaát acid indobaceric (IAA). Nhöõng caây troàng thöôøng thieáu keõm laø: ngoâ, luùa mì, caây lanh, caây hubloâng, nhöõng caây hoï ñaäu, nhöõng caây boâng, nho, nhöõng caây hoïï cam, quyùt, caùc loaïi ñaøo, taùo. Noùi chung, trieäu chöùng thieáu keõm laø caây phaùt trieån caèn coãi, khoâng caân ñoái giöõa thaân caây vaø laù thöôøng ñöôïc nhaän bieát bôûi phieán laù nhoû, coù nhöõng chaám ñoû tím ôû treân laù. Dung löôïng keõm trong thöïc vaät khaùc nhau tuøy moãi loaøi; tuøy thuoäc vaøo chöùc naêng cuûa nhöõng yeáu toá nhieät ñoä, ñaát vaø coøn phuï thuoäc vaøo loaïi gen. Nhìn moät caùch khaùi quaùt, möùc ñoä xuaát hieän keõm vaø söï phaân loaïi caùc moâ hình laù tröôûng thaønh coù theå ñöa ra nhö sau:

a. Thieáu: löôïng keõm nhoû hôn 10→ 20 mg/ 1kg.

b. Ñuû (bình thöôøng): giöõa 25→ 150 mg/ 1kg.

c. Thöøa: > 400 mg/ 1kg, seõ gaây ñoäc.

264

Tuy nhieân, nhieàu taùc giaû khaùc nhau laïi ñeà caäp ñeán nhöõng thoâng soá veà möùc ñoä xuaát hieän cuûa keõm trong caùc loaøi thöïc vaät khaùc nhau.

5.10. NGUYEÂN TOÁ KIM LOAÏI KHAÙC 5.10.1. Stibium (antimon - Sb)

Nguyeân toá kim loaïi traéng khoâng laø thieát yeáu ñoái vôùi thöïc vaät nhöng coù theå haáp thuï Sb töø reã caây trong ñaát. Vì theá, noù coù khaû naêng söû duïng moät soá loaøi thöïc vaät quan troïng laøm giaûm oâ nhieãm trong vuøng ñaát coâng nghieäp. Nguyeân toá kim loaïi traéng toàn taïi ôû hoùa trò +3 ñeán +5 vaø tìm thaáy trong ñaù nhö laø antimonosulfide, kim loaïi antimonide vaø antiminoxide. Nguyeân toá kim loaïi traéng coù haøm löôïng cao trong dung nham, laøm phaân bieät vôùi khoaùng chaát stibnite ban ñaàu (Sb2S3) ñöôïc tìm thaáy trong lôùp caën thuûy nhieät polymetalic vôùi sulfantimonides khaùc, ví duï: pyargyrite (Ag2SbS3), tatrahydrite (CuSbS3) vaø bournonite (PbCu(Sb,As)S3). Noù cuõng tìm thaáy vôùi sphalertcs, pyrite, galena vaø trong caùc caën thuûy ngaân. Nguoàn lôïi chính cuûa Sb laø stibnite vaø quaëng chì antimonial vôùi söï ñoùng goùp nhoû töø antimonoxide. Moät hôïp kim Pb–Sb, antimonial chì ñöôïc duøng trong ngaønh in, caùch duøng khaùc bao goàm söï laøm chaäm chaùy chaát maøu vaø chaát noå. Döôïc phaåm nguyeân toá kim loaïi traéng ñöôïc duøng trong thuoác trypanocidal vaø antisyphilitic maø coù leõ khoâng aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng.

Nguyeân toá kim loaïi traéng thöôøng taäp trung trong maët ñaát lieân quan ñeán nhöõng ñaù meï theo thöù töï 0,1→ 0,2 mg/kg ñoái vôùi ñaù base vaø 0,2 mg/kg ñoái vôùi ñaù trung tính vaø ñaù acid. Toaøn boä ñaù ñöôïc taïo bôûi nham thaïch trung bình 0,2 mg/kg. Ñaù phieán trung bình 1–2mg/kg, ñaù voâi vaø ñaù caùt chöùa khoaûng 0,2 mg/kg. Stibnite chöùa caùc chaát Sb khaùc cuûa noù nhö laø valentite vaø kerstse coù theå ñöôïc hy voïng coù söï taäp trung cao hôn. Trung bình maët ñaát chöùa 1 mg Sb /kg.

Nguyeân toá kim loaïi traéng ñeán vôùi ñaát noâng nghieäp qua söï ngöng tuï khoâ vaø aåm, ñoát chaùy nhieân lieäu hoùa thaïch vaø bôûi nguoàn boå sung cuûa ñaát nhö laø phaân hoùa hoïc, nöôùc coáng (thaûi) vaø buïi tro. Noàng ñoä cuûa Sb ñöôïc phaùt hieän töø 103 ñeán 105 laàn cao hôn ñoái vôùi vieäc khai thaùc quaëng vaø luyeän kim ôû vuøng ngoaïi oâ vaø tích luõy cao leân ôû nhöõng vuøng coù ñoát than. Möùc ñoä nguyeân toá kim loaïi traéng trong than ôû Thuïy Ñieån töø 1 – 10 mg/kg vaø gaàn 20 mg/kg ôû UÙc. Nguyeân toá kim loaïi traéng trong buïi than trung bình 4,5 mg/kg vaø söï taäp trung coù quan heä ngöôïc vôùi kích côõ tieàn toá. ÔÛ

265

Thuïy Ñieån, khoaûng thôøi gian töø 1957–1974 ngöôøi ta phaùt hieän ra nguoàn oâ nhieãm Sb laø söï laéng tuï töø baàu khí quyeån cuûa Sb ôû vuøng laân caän loø naáu kim loaïi Pb – Zn ñaõ daãn ñeán ñoä nguyeân toá kim loaïi traéng trong ñaát tieán gaàn ñeán 50 – 100 mg/kg ñoái vôùi loø luyeän kim loaïi ñoàng.

Nhöõng phaàn töû buïi cöïc nhoû ñöôïc thoåi töø moû vaøng cuõng coù theå laø moät nguoàn ñaùng keå veà söï oâ nhieãm Sb, bôûi vì ñoä taäp trung coù theå ñaït 50.000 mg/kg ôû nhöõng vuøng ñoáng raùc nôi As coù maët. Phaân tích 500 maãu ñaát ôû Na Uy ñaïi dieän cho moät nhoùm Sb vôùi nhöõng lôùp muøn nôi maø Sb ñöôïc thu töø khí quyeån, töø söï oâ nhieãm nhieàu nguoàn. Nguyeân toá ñoàng vò phoùng xaï 125Sb ñaõ ñöôïc tìm thaáy ôû maët ñaát AÁn Ñoä nhö laø haäu quaû cuûa vieäc thöû nghieäm vuõ khí haït nhaân.

Nguyeân toá kim loaïi traéng taäp trung trong nöôùc thaûi töø 2,6 – 44,4 mg/kg ôû Myõ vaø töø 15 – 19 mg/kg ôû Thuïy Ñieån. Soá lieäu veà haøm löôïng Sb trong phaân hoùa hoïc laø hieám nhöng trong moät soá tröôøng hôïp superphosphate coù theå ñaït 100 mg/kg Sb. Vì vaäy, phaân laân cuõng laø moät nguoàn gaây oâ nhieãm Sb ñaùng keå.

Söï phaûn öùng aên moøn cuûa Sb ñöôïc xem xeùt moät caùch sô löôïc.

Antiminosulfide ñaõ ñöôïc chuyeån ñoåi phuø hôïp vôùi oxyt cuûa chuùng vaø Sb coù theå bò baùm bôûi ñaát seùt vaø oxide coù nöôùc.

Ñoäc toá cuûa Sb ñaõ ñöôïc ñöa ra ôû möùc 5 – 10 mg/kg trong teá baøo thöïc vaät. Ñoäc toá nguyeân toá kim loaïi traéng ñoái vôùi thöïc vaät ñaõ ñöôïc xem laø khoâng maïnh laém, maëc duø noù vaãn laø moät vaán ñeà moâi tröôøng. Ñoäc toá nguyeân toá kim loaïi traéng trong baép caûi ñaõ ñöôïc tìm thaáy khi noù keát hôïp vôùi gaân laù coù maøu tía vaø gaàn giöõa lôùp ngoaøi cuûa laù, vôùi noàng ñoä thöôøng töø 2 – 4 mg/kg. Thöïc vaät ñaõ ñöôïc tìm thaáy vöôït quaù Sb löôïng cho pheùp hôn As. Möùc bình thöôøng ñöôïc noùi ñeán ñoái vôùi heä thöïc vaät treân traùi ñaát töø 2 – 30 μg/kg, 50 μg/kg vaø 0,0002 – 5 mg/kg.

Nhöõng döõ lieäu saün coù ñaõ cho caùc soá lieäu veà löôïng Sb: 0,1 mg/kg ñoái vôùi thöïc vaät töï nhieân, 50 μg/kg ñoái vôùi nhöõng ñoàng coû, thaân thaûo vaø thöïc vaät gioáng coû, nguõ coác vaø saûn phaåm nguõ coác vaø 5 μg/kg ñoái vôùi thöïc vaät thuoäc hoï ñaäu vaø thöïc vaät goác vaø traùi caây vöôøn; ñoái vôùi thöïc vaät aên ñöôïc 0,2 – 4,3 μg/kg haït nguõ coác vaø thaân ít hôn 2 μg/kg.

Phöông phaùp nguyeân töû ñaùnh daáu ñeå xaùc ñònh söï di chuyeån cuûa Sb trong ñaát chæ ra raèng, Sb tích luõy tröôùc heát ôû nhöõng gaân laù giaø hôn, trong

266

thaân thì thaáp hôn vaø ñaëc bieät cao trong reã. Heä hoâ haáp ñöôïc tính toaùn theo tyû leä ñaát/ thöïc vaät cuûa Sb ôû 0,15.10–2 μg/kg vaø 5.10-3 μg/kg moät caùch tuaàn töï cho nhöõng khoái teá baøo naøy, nghóa laø, söï taäp trung trong ñaát laø 1mg/kg. Söï di chuyeån töø reã ñeán caønh non vöôït quaù 15% treân toång soá thöïc vaät. Luùa maïch vaø reã caây lanh ñaõ ñöôïc phaùt hieän coù söï giaûm Sb khi troàng trong ñaát coù chöùa than buøn nhöng laïi taäp trung nhieàu trong laù. Maëc duø chöa coù nhieàu thoâng tin veà söï chuyeån hoùa thöùc aên trong cô theå vaø tính ñoäc Sb trong thöïc vaät ôû nhöõng vuøng bò oâ nhieãm, söï taäp trung cao ñoä Sb vaøo nhöõng teá baøo ôû möùc giöõa 0,35 vaø 2,5 mg/kg ôû nhöõng caây. Ngöôøi ta tìm thaáy treân nhöõng vuøng khoaùng hoùa cuûa Alaska, nhöõng ñoàng coû oâ nhieãm keà vôùi loø naáu chì vôùi möùc ño raát cao 110 mg/kg. Nhöõng ñoàng coû laân caän moû vaøng vaø nôi tinh cheá vaøng ñaõ ñöôïc phaùt hieän chöùa ñeán 15,4 mg/kg Sb, vöôït quaù möùc cho pheùp.

Toaøn boä tính chaát cuûa Sb trong ñaát vaø nhöõng ñaëc tính cuûa noù vaø söï ñoùng goùp vaøo thöïc vaät môùi ñöôïc ñieàu tra moät caùch sô löôïc.

Baûng 5.12: Löôïng Sb trong ñaát

Ñòa phöông Löôïng Sb (mg/kg) Soá maãu xem xeùt

Toaøn theá giôùi

Myõ

Anh

Scotland

Canada

Nigeria

Bulgaria

Haø Lan

0,05 – 260

2,3 – 9,5

1,1 – 8,6

0,29 – 1,3

1 – 3

2 – 5

0,8 – 2,2

0,6 – 2,1

60

3

7

8

3

1

1

1

(Nguoàn: Ñoäc chaát hoïc, NXB Hoaøng gia Thaùi Lan, 1998)

5.10.2. Molypden (Mo)

Kim loaïi molypden laø moät vi löôïng bôûi vì noù toàn taïi nhö laø ion aâm trong ñaát vaø haäu quaû laø taïo neân söï gia taêng ñoä pH. Phaàn lôùn noù ñöôïc lieân keát Fe khi coù nöôùc, oxyt nhoâm trong caùc cô quan chuû yeáu vaø coù söï keát

267

hôïp ñaùng keå vôùi nhöõng thaønh phaàn khaùc trong ñaát trong moät höôùng thuaän nghòch. Kim loaïi molypden ñöôïc duøng trong vieäc saûn xuaát theùp vaø trong vieäc pha troän ñeå laøm taêng ñoä daùt moûng vaø keùo daøi, choáng aên moøn. Nguyeân toá Mo xuaát hieän trong nhieân lieäu hoùa thaïch ñöôïc chuyeån hoùa baèng quaù trình ñoát chaùy, maø nhöõng quaù trình naøy coù theå daãn ñeán keát quaû laø coù söï oâ nhieãm trong ñaát, do laéng tuï töø khoâng khí. Söï oâ nhieãm trong ñaát coù theå laø haäu quaû cuûa vieäc boå sung vaøo ñaát taøn tro hoaëc nöôùc raùc. Noù taùc ñoäng vaøo thöïc vaät vaø dinh döôõng ñoäng vaät. Kim loaïi molypden coù vai troø thieát yeáu trong söï chuyeån hoùa nitô trong thöïc vaät vaø ôû noàng ñoä cao, loaøi thaân thaûo, coù theå taïo ra hieän töôïng molypden hoùa, gaây ra tình traïng thieáu ñoàng ôû gia suùc.

Kim loaïi molypden toàn taïi trong thaïch quyeån ôû nhöõng möùc oxy hoùa dao ñoäng töø Mo3+ tôùi Mo6+ vôùi Mo4+ vaø Mo6+coù aûnh höôûng ñeán söï giaûm bôùt vaø tuaàn töï tuøy ñieàu kieän oxy hoùa. Nguoàn phaùt sinh laø acid hoùa vaø nhöõng taûng nham thaïch cô sôû vaø ñaëc bieät laø lôùp traàm tích. Khoaùng molypden ban ñaàu (MoS2+, Mo4+) ñöôïc tìm thaáy töø dung nham, metasedimentang vaø lôùp caën metasomatic. Noù thöôøng ñöôïc khai thaùc töø nhöõng phaàn nhoû thaïch anh trong ñaù granite (thöôøng laø pecmatit) vaø ñöôïc lieân keát vôùi silic, vonfram, hoàng ngoïc, flo vaø cuõng tieáp xuùc vôùi nhöõng chaát bieán ñoåi vôùi voâi silicate, silit hoaëc laø moû ñoàng. Kim loaïi molypden cuõng lieân keát ñöôïc vôùi nhöõng khoaùng chaát cuûa W, Fe, Sn vaø Ti, nhöõng quaëng thöông maïi khaùc bao goàm molydite (MoO3), wulfenit (PbMoO4) vaø powellite (CaMoO4). Kim loaïi molyp cuõng taïo ra lithophilic xem nhö laø ion Mo4+ coù theå thay theá cho Al3+ vaø nhöõng nguyeân toá khaùc trong thaønh phaàn khoaùng mica vaø khoaùng fenspat.

Thaønh phaàn molypden cao hay thaáp cuûa ñaù thöôøng ñöôïc bieåu hieän trong lôùp ñaát phaùt trieån treân ñaù ñoù. Loaïi molypden taäp trung trong vaät lieäu laø 1,4 mg/kg trong nhöõng taûng ñaù basô, 1 mg/kg trong ñaù acid vaø 2 mg/kg trong traàm tích; soá ít ñaù phieán khoâng chöùa pyrite trong thaønh phaàn caáu taïo coù söï taäp trung molypden, töông töï ñoái vôùi nhöõng taûng ñaù nham thaïch, nhöng nhöõng phieán ñaù ñen coù söï taäp trung tôùi 70 mg/kg hoaëc cao hôn. Söï taäp trung kim loaïi molypden trong ñaù cacbon nhö laø ñaù voâi vaø dolomit aét haún laøm taêng söï thay theá cô caáu hieän taïi hoaëc nhöõng thaønh phaàn khaùc trong khoái ñaù. Haøm löôïng molypden trong ñaát trung bình treân toaøn caàu ñöôïc caùc nhaø khoa hoïc xaùc ñònh khoaûng 1 – 2 mg/kg. Moät minh

268

hoïa ñoái vôùi ñaát ôû Anh laø 1 mg/kg, ôû Scotland laø 1 – 5 mg/kg. ÔÛ Myõ, theo thöù töï ñeán 1 – 40 mg/kg vôùi giaù trò trung bình cuûa 1 mg/kg vaø 1,2 – 1,3 mg/kg. Ñaát phaùt trieån treân phaïm vi nhöõng phieán ñaù ñen döôùi bieån ñöôïc tìm thaáy coù moät söï taäp trung cao 100 mg/kg vôùi soá trung bình 7,1 mg/kg ñoái vôùi laõnh thoå nöôùc Anh cho loaïi naøy.

Kim loaïi molypden coù theå ñöôïc duøng nhö chaát taïo maøu trong vò trí rieâng cuûa noù (Ví duï: molyp anmon, molyp natri, molyp trioxide) hoaëc ñöôïc keát hôïp thaønh phaân NPK ñeå ñaït ñöôïc söï phaân boá hôïp lyù veà nhu caàu phaân vi löôïng cho caây troàng. Haøm löôïng molypden ôû moät vuøng chòu aûnh höôûng maïnh meõ bôûi ñieàu kieän ñaát ñai, söï boå sung phaân, vaø coù theå coù aûnh höôûng tröïc tieáp ñòa hoùa qua phaûn öùng thuaän nghòch. Ví duï: ñoàng, nhoâm, magieâ ñöôïc bieát ñeán laø coù moät phaûn öùng nghòch giaù trò cuûa molypden. Söï boå sung phaân sulfate nhìn chung döïa vaøo ñaát acid, trong khi vieäc boå sung thaïch cao, coù moät vaøi tröôøng hôïp, ñeå laøm taêng khaû naêng saün coù baèng caùch giaûm soá löôïng ion hydroxyl vaø ion carbonate hoøa tan. Boå sung superphosphate thöôøng laøm taêng molypden saün coù baèng söï thay theá acid phoát phoic cho molypden (MoO4

2–) vaøo söï trao ñoåi hôïp chaát vaø baèng söï gia taêng ñoä hoøa tan cuûa molypden phosphate amonium. Tuy nhieân, aûnh höôûng naøy khoâng roõ raøng. Ngöôøi ta nghi ngôø raèng, sulfat trong phaân superphosphate coù theå daãn ñeán giaûm molypden. Phaân nitô coù söï taùc ñoäng bieán ñoåi, tuøy thuoäc vaøo nhöõng ion amoni vaø nitrate ñang chieám öu theá. Söï thu thaäp soá lieäu veà molypden trong ñaát noâng nghieäp ñaõ chæ ra raèng, phaân phosphate chöùa molypden trung bình 0,1 – 60 mg/kg, 0,1 – 15 mg/kg trong ñaù voâi, 1,7 mg/kg trong phaân nitrate, 0,5 – 3 mg/kg trong phaân hoãn hôïp.

Nhö ñaõ trình baøy, tieàm naêng molypden phuï thuoäc maïnh meõ vaøo ñoä pH vôùi söï gia taêng ion aâm ôû pH cao hôn do söï caïnh tranh ion hydro ñeå thu huùt nhöõng vò trí haáp daãn. Vì theá, ngöôøi ta boå sung voâi vaøo ñaát nhaèm taêng khaû naêng trao ñoåi cuûa molypden döôùi daïng MoO4

2–, ñuû coù maët ñeå thay theá ion hydro. Tuy nhieân, tyû leä boùn voâi cao phaûi ñöôïc thöïc hieän khoâng vöôït quaù söï haáp thuï molypden do söï taäp trung cao veà CaCO3. Vieäc giaûm oâ nhieãm vaø ñoäc haïi cuûa molypden coù theå phaûi giaûm Mo phaùt taùn vaøo trong khoâng khí, töø ñaát, töø khai thaùc kim loaïi, luyeän kim, nhaø maùy loïc daàu vaø söï chaùy cuûa nhieân lieäu hoùa thaïch. Maëc duø söï xuaát hieän cuûa molypden bôûi quaù trình ñoát chaùy thaáp so vôùi söï hao moøn töï nhieân (64000 taán/naêm, 23000 taán/naêm töø than vaø daàu), söï oâ nhieãm ñaát coù theå ñöôïc boå sung töø oâ

269

nhieãm cuïc boä. Kim loaïi molypden ñöôïc taäp trung trong taøn tro qua vieäc ñoát than (giaù trò ñaëc tröng cho than ôû Myõ laø 0,2 – 50 mg/lkg vôùi nhöõng phaïm vi 7 – 160 mg/kg). Noàng ñoä Mo trong thöïc teá tuøy thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá, neáu löôïng ít thì chuùng laø dinh döôõng vi löôïng. Khi ñoù noù trôû thaønh phaân boùn caûi taïo ñaát coù yù nghóa ñaëc bieät quan troïng vì söï trung hoøa ñoä pH cuûa tro. Söï taäp trung molypden coù trong khoâng khí ôû Thuïy Ñieån ñaõ ñöôïc coâng boá vôùi phaïm vi töø 0,29 – 1,29 mg/m3 ôû khu vöïc ngoaïi oâ ñeán 2 – 18 mg/m3. Vieäc oâ nhieãm khoâng khí cuûa nhöõng nhaø maùy cheá taïo nhoâm, theùp vaø nhaø maùy loïc daàu ñaõ taïo ra noàng ñoä molypden cao ôû ñoàng coû vaø thaáy xuaát hieän molypden ôû gia suùc. Nguyeân nhaân cuûa oâ nhieãm khoâng khí töø tính chaát cuûa molypden trong ñaát ñaõ ñöôïc thaáy trong moái töông quan vôùi söï giaûm bôùt sulfat do söï acid hoùa ñaát ôû nhöõng khu röøng.

Kim loaïi molypden trôû thaønh ñoäc toá trong teá baøo tröôûng thaønh khi noàng ñoä 10 – 50 mg/kg, vaø ñieàu naøy coù theå daãn ñeán hieän töôïng molypdenosis trong gia suùc aên coû chöùa molypden cao. Nhöõng loaøi nhai laïi nhaïy caûm vôùi tính ñoäc cuûa molypden, ñöôïc theå hieän trong söï thieáu huït ñoàng, cuøng vôùi taêng sulfate. Tyû leä ñoàng/molypden trong thöùc aên cho traâu boø döôùi 2:1 ñaõ ñöôïc trình baøy nhö laø ñoäc toá tieàm taøng, nhöng caàn ñaùnh giaù toång soá ñoàng vaø molypden taäp trung cuõng nhö söï huùt sulfate ñeå ñaùnh giaù moät caùch chính xaùc toån thaát vôùi vieäc haïn cheá huùt molypden. Vieäc theâm vaøo nöôùc thaûi khoaûng 0,41 mg Mo/ha ôû ñoä pH = 7,2, ñaõ daãn ñeán keát quaû laø molypden taäp trung 94 mg/kg trong caây coû ba laù traéng vaø 2,4 mg/kg trong coû laøm thöùc aên gia suùc. Khi thí nghieäm boå sung ñeán 17 kg Mo/ha ñaõ daãn ñeán keát quaû laø coù 31 mg Mo/kg trong coû ba laù ôû ñoä pH = 8. Moät thí nghieäm khaùc, khi boå sung tro baèng 8% troïng löôïng ñaát ñaõ ñem laïi 44,6 mg Mo/kg trong coû ba laù traéng. Caùc döõ lieäu maø chuùng toâi thu thaäp ñöôïc cuõng chöùng toû troàng caây gaàn nôi cheá bieán molypden ñaõ daãn ñeán söï taäp trung molypden cao: 1016 mg/kg. Vì theá, oâ nhieãm kim loaïi molypden laø vaán ñeà caàn tieáp tuïc nghieân cöùu.

5.10.3. Thallium (Tl)

Thallium laø moät nguyeân toá hieám vaø phaân taùn trong ñaù, öôùc tính trong voû phong hoùa coù töø 0,5 – 1,0 mg/kg. Bieát raèng, söï tích tuï thallium laø raát hieám, chæ nhöõng nôi coù nhieàu sulfur nhö ôû Thuïy Syõ, Yugosiavia, Caucasus, trung taâm chaâu AÙ, Lieân Xoâ (cuõ). Haàu heát thallium thu ñöôïc trong hoaït ñoäng noäi taïi cuûa traùi ñaát. ÔÛ daïng phaân taùn, theå ñoàng daïng

270

ngaãu nhieân, noù thay theá cho K trong khoaùng vaät, chaúng haïn nhö trong mica, phenspat vaø khoaùng seùt. Coù raát ít thoâng tin cuï theå veà thallium nhöng coù moät vaøi thoâng baùo, cho bieát treân maët ñaát coù khoaûng 0,06 – 0,5 mg/kg, trong thöïc vaät coù khoaûng 0,5 – 10 mg/kg.

Coâng nghieäp trong töông lai seõ söû duïng thallium raát nhieàu nhöng hieän taïi ôû möùc ñoä raát nhoû. Ngöôøi ta söû duïng noù nhö moät chaát xuùc taùc cho quaù trình toång hôïp chaát höõu cô vaø söû duïng noù trong chaát baùn daãn trong ngaønh ñieän töû vaø coâng nghieäp. Noù cuõng coù theå duøng trong vieäc cheá taïo saûn phaåm thuûy tinh ñaëc bieät vaø moät thaønh phaàn cuûa hôïp kim.

Thallium ñaõ ñöôïc duøng laøm thuoác tröø saâu vaø dieät caùc loaøi gaëm nhaám nhöng bò caám vaøo giöõa thaäp nieân 1970. Öôùc tính coù khoaûng 10 – 12 taán trong 1970 treân toaøn theá giôùi vaø löôïng thallium hieän nay ñaõ giaûm xuoáng coøn 0,5 taán. Tuy vaäy, toång soá thallium laáy ñöôïc töø coâng nghieäp thì cao hôn nhieàu. Zitco (2000) cho raèng, khaû naêng oâ nhieãm thallium khoâng phaûi töø caùc saûn phaåm coâng nghieäp maø töø chaát thaûi hay ñaát giaûi phoùng, thallium ra khoâng khí ôû nhöõng baõi ñaát hoang.

Thallium laø saûn phaåm chính töø oáng khoùi keát hôïp vôùi sulfur coù trong quaëng luyeän chì vaø keõm buïi khi chöùa töø 3500 mg/kg.

Thallium coù theå ñöôïc phoùng thích bôûi söï ñoát chaùy than ñaù. Coù moät soá loaïi than coù theå chöùa khoaûng 0,7 mg/kg thallium vôùi ít nhaát laø 50% ñöôïc phoùng thích ra khí quyeån vaø ñi vaøo ñöôøng hoâ haáp.

Ñöôïc bieát hieän nay coù khoaûng 180 taán/ naêm. Thallium ñöôïc tìm ra töø daàu vaø laø moät trong 24 kim loaïi ñöôïc tìm thaáy baèng söï phaân tích quang phoå cuûa daàu thoâ. Daàu cuûa Myõ vaø moät loaïi daàu thoâ cuûa Nga chöùa 0,4 – 0,5 mg/kg thallium. Möùc thaáp nhaát laø coù 90% kim loaïi chöùa daàu taäp trung trong haéc ín vaø coøn laïi trong chaát ñoát daàu. Ñaù phieán seùt coù daàu chaéc chaén coù chöùa treân 25,8 mg thallium/kg.

Veà vieäc cheá taïo kim loaïi tröôùc ñaây baèng quaù trình bay hôi, ôû nhieät ñoä khoaûng 900 – 1400oC haàu heát thallium seõ bay hôi.

Toång soá thallium phaùt ra töø luyeän quaëng keõm raát khoù döï ñoaùn. Zitec (2000) öôùc tính raèng 48 taán/naêm thallium coù maët trong keõm töï do.

Luyeän chì coù theå laø moâi tröôøng quan troïng phaùt thaûi thallium. Buïi ñöôïc taùi sinh seõ hình thaønh cadmium, löôïng thallium taêng leân cuøng vôùi löôïng cadmium. Ñieàu ñaùng lo ngaïi laø vieäc khoâng theå kieåm soaùt ñöôïc.

271

Vieäc phaùt thaûi thallium ra khoâng khí ôû loø luyeän quaëng chì coù theå laø nguoàn gaây oâ nhieãm chính. Daàu MnUS coù chöùa haøng ngaøn mg/kg thallium vaø coù khoaûng 140 taán thallium toûa ra töø buïi. Khoái haïch mangan tìm ñöôïc ôû ñaùy ñaïi döông chöùa thallium ôû möùc ñoä phaàn traêm, thallium cuõng ñöôïc tìm thaáy ôû nôi coù vaøng vaø moû vaøng, noù keát hôïp vôùi vaøng ôû nôi ñoå raùc hoang ôû Utah (Myõ), Moät vaøi nhaø khoa hoïc cho raèng, treân theá giôùi coù khoaûng treân 2000 taán thallium hieän dieän. ÔÛ Myõ, coù theå coù treân 350 taán thallium thoaùt ra moâi tröôøng maø chính yeáu laø töø chaát thaûi vaø luyeän quaëng.

Coù raát ít thoâng tin veà theå hoùa hoïc cuûa thallium ôû trong ñaát. Noù coù theå laø Tl+ chuyeån töø daïng dung dòch sang daïng tinh theå, noù coù nhieàu trong lôùp traàm tích. Ñaëc bieät laø löôïng giaûm maïnh trong moâi tröôøng nhieàu chaát höõu cô, ôû ñieàu kieän oxy hoùa maïnh Tl+ töø dung dòch chuyeån thaønh Tl3+ bôûi söï keát tuûa mangan hoaëc saét.

Nghieân cöùu môùi ñaây treân ñaát phuø sa phaùt hieän thallium ôû möùc ñoä raát nhoû töø thieân nhieân. Haøm löôïng thallium nhieàu nhaát laø trong ñaát bò oâ nhieãm, vaø ñöôïc tìm thaáy khi chieát töø acid acetic, NH4Cl, NH4NO3. Söï taêng vuï muøa treân ñaát oâ nhieãm seõ loaïi boû moät tyû leä ñaùng keå thallium trong ñaát trong quaù trình soáng cuûa quaàn theå thöïc vaät. Nhöõng nghieân cöùu lieân quan ñeán thöïc vaät laøm saùng toû döõ kieän söû duïng thallium. Veà vieäc duøng thallium trong baû dieät ñoäng vaät gaëm nhaám, Brooks (2000) cho raèng, vieäc tieâu dieät loaøi gaëm nhaám daãn ñeán söï taøn phaù thöïc vaät xung quanh vaø söï taùi sinh tieáp theo cuûa chuùng. Mc Murty (2001) ñaõ chöùng minh raèng, ôû trong ñaát, möùc ñoä thallium khoaûng 35 mg/kg vaø neáu ôû 75 mg/kg, thuoác laù seõ bò nguy hieåm vaø coù theå bò cheát; 1 mg/kg thallium coù theå gaây ñoäc ñeán chaát dinh döôõng. Mc Cool (2002) cho raèng, keát hôïp sulfat thallium vôùi ñaát muøn phuû caùt seõ laøm giaûm söï taêng tröôûng vuï muøa ôû löôïng 2,1 mg/kg vaø seõ laø nguy haïi khi coù 8,5 mg/kg thallium. Crafts tìm thaáy chaát ñoäc thallium aûnh höôûng maïnh ñeán ñoä phì cuûa ñaát vaø oâng cuõng nhaän thaáy ñaát seùt – muøn thì voâ haïi ngay caû khi haøm löôïng thallium lôùn hôn 10.000 mg/kg. Vôùi moät loaïi haït thöû nghieäm coù söï hôïp nhaát thallium, Harn (2002) cho raèng, neáu theâm 5 – 10 mg/kg seõ coù lôïi cho söï phaùt trieån cuûa caây troàng. Chaát ñoäc taùc ñoäng roõ raøng ôû 100 – 1000 mg/kg.

Nhöõng nghieân cöùu gaàn ñaây veà thallium ñoái vôùi caây troàng cho ta thaáy raèng, noù laø yeáu toá hoaït ñoäng töø goác ñeán choài vaø löôïng thallium ñöôïc haáp thuï bò taùc ñoäng maïnh bôûi söï hieän dieän cuûa kali. Ion Tl+ laø chaát hoaït ñoäng tích luõy

272

trong reã Hordium, nôi ion Tl3+ haáp thuï moät caùch thuï ñoäng, coù leõ do vieäc trao ñoåi cation vaø söï khueách taùn.

Vieäc thöû nghieäm vôùi toaøn boä caây troàng cung caáp Tl3+ cho keát quaû töông phaûn vôùi vieäc caét boû reã caây. Coù moät ít söï khaùc nhau trong "kieåu haáp thuï" vaø “söï suy giaûm” cuûa hai theå thallium vaø keát quaû laø Tl3+ phaûi qua söï giaûm Tl+ môùi ñöôïc haáp thuï.

AÛnh höôûng cuûa kali leân Tl+ haáp thuï laø ñaùng keå. Bôûi vì, caû hai nguyeân toá coù baùn kính töông töï nhau vaø Tl+ coù theå thay theá K+ trong nhieàu heä thoáng enzym, ñaëc bieät hôïp chaát N, K – ATP.

Thallium coù theå taùc ñoäng maïnh gaáp 10 laàn kali leân ATP cuûa caùc ñoäng vaät coù vuù. Söï suy giaûm kali trong chaát dinh döôõng seõ taêng thallium vaän chuyeån. Nhöng möùc ñoä trong caùc lôùp reã cuûa caû hai töông töï nhau. Thöïc vaät ñöôïc cung caáp 25% kali ôû möùc ñoä thoâng thöôøng, möùc giôùi haïn vaãn gaáp 100 – 200 laàn so vôùi löôïng thallium. Vì vaäy, vieäc giaûi thích chaát ñoäc thallium döïa vaøo haønh vi cuûa kali coù theå deã daøng hôn.

Tl3+ xuaát hieän do ñöôïc haáp thuï bôûi reã caïnh tranh vôùi K+ vaø döïa vaøo söï caïnh tranh naøy, ngöôøi ta thöïc hieän nghieân cöùu. Tuy nhieân, aùp löïc cuûa thallium thaáp hôn K+.

Thallium taùc ñoäng ñoäc leân söï chuyeån hoùa caây troàng, bao goàm, söï suy giaûm trong quaù trình quang hôïp vaø vaän chuyeån. Thallium ngaên caûn hoaït ñoäng tieâu hoùa: chæ caàn 2 mg/l dung dòch seõ laøm suy giaûm hoaït ñoäng ñöôøng tieâu hoùa ôû möùc ñoä leân ñeán 90%. Haït naûy maàm khoâng phaùt trieån döôùi söï taùc ñoäng cuûa nitrat thallium. Möùc ñoä quy ñònh cho thallium trong vieäc laøm giaûm söï phaùt trieån cuûa luùa maïch ñoâng xuaân laø 10%, töông ñöông vôùi 0,5 mg/kg trong dung dòch caáy.

Haàu heát taøi lieäu maø chuùng toâi thu thaäp ñöôïc cho raèng, oâ nhieãm thallium ôû CHLB Ñöùc trong khu vöïc keá caän vaø khu vöïc cheá taïo xi maêng ôû Lenigerich laø do söû duïng quaëng Fe coù chöùa 0,03% laøm beâ toâng. Trong nhieàu naêm coù khoaûng töø 3 – 5 mg thallium ñöôïc phoùng thích ra moãi ngaøy.

Nhieàu nghieân cöùu cho thaáy 80% ñòa phöông bò oâ nhieãm coù söï gia taêng ure thallium. Thoâng thöôøng, thallium trong nöôùc tieåu ñoäng vaät coù khoaûng 0,8 μg/l, nhöng ôû ñaây giaù trò naøy leân ñeán 76,5 μg/l.

Con ñöôøng chính thallium ñi vaøo cô theå laø qua da. Vieäc söû duïng thöùc aên bò oâ nhieãm bôûi nhöõng vuøng gaàn nôi cheá taïo xi maêng cuõng gaây ngoä ñoäc thallium.

273

Moät soá lôùn ngöôøi daân bò beänh ñöôïc chaån ñoaùn laø coù lieân quan ñeán thallium, bao goàm giaûm huyeát aùp, chöùng maát nguû vaø nhieàu beänh thaàn kinh khaùc.

Thoâng baùo tieáp theo laø vieäc söû duïng rau quaû hay loøng ruoät cuûa ñoäng vaät ôû ñòa phöông. Caây coâng nghieäp, caây baép caûi, cuû caûi vaø caây caûi daàu ñeàu tích luõy ñaùng keå löôïng thallium töø ñaát ngay caû ôû möùc ñoä thaáp.

Nhöõng taùc giaû naøy ñaõ keát luaän raèng, ñaát chöùa döôùi 1 mg/kg ñöôïc xem laø an toaøn. ÔÛ Thuïy Syõ löôïng thallium gaáp ñoâi (2 mg/kg) ñöôïc xem nhö giôùi haïn treân ñoái vôùi ñaát noâng nghieäp.

Moät baùo caùo môùi ñaây ôû Nga (www.novo nauka) cho bieát, coù söï boäc phaùt chaát ñoäc thallium ôû thaønh phoá Uksaiman cuûa Chermoresky, nhieàu cö daân bò beänh ruïng toùc vaø beänh aûo giaùc, coù 160 tröôøng hôïp phaûi xöû lyù, do ñaát thaønh phoá bò nhieãm naëng thallium; nguyeân nhaân coøn chöa ñöôïc roõ. Coù nhieàu thoâng tin cho raèng, nhöõng nôi naøy chöùa chaát thaûi coâng nghieäp hoaëc duøng thallium laøm chaát ñoát trong gia ñình hoaëc lieân quan caû hai.

ÔÛ mieàn Baéc Hy Laïp ñaõ phaùt hieän thaáy chaát ñoäc thallium coù trong ñoäng vaät nhai laïi coù chöùa maãu chaát ñoäc thallium cuûa loaøi thöïc vaät. ÔÛ vuøng naøy coù khoaûng 10 – 990 loaøi thöïc vaät coù tích luõy thallium, nhöng ôû ñaây khoâng coù thoâng tin gì veà ñaát coù chöùa thallium.

5.10.4. Chrom (Cr) vaø nickel (Ni)

5.10.4.1. Giôùi thieäu

Chrom laø moät kim loaïi chuyeån tieáp cuûa khoái D thuoäc nhoùm VIb cuûa baûng tuaàn hoaøn, coù soá nguyeân töû 24 vaø khoái löôïng nguyeân töû laø 51,996, coù naêm ñoàng vò phoùng xaï. 51Cr (chu kyø baùn raõ laø 27,8 ngaøy) thöôøng ñöôïc duøng trong caùc thí nghieäm.

Kim loaïi chrom coù maøu xaùm vaø doøn, coù theå ñaùnh boùng toát. Noù choáng laïi söï oxy hoùa neân ñöôïc duøng trong caùc hôïp kim choáng aên moøn. Söï hieän dieän cuûa chrom trong hôïp kim cuõng laøm taêng ñoä cöùng vaø choáng laïi söï aên moøn cô hoïc. Noù xuaát hieän ôû traïng thaùi oxy hoùa +3 vaø +6 trong moâi tröôøng, cho duø Cr3+ beàn vöõng nhaát, baùn kính ion laø 0,052 – 0,053 nm cho Cr6+ vaø 0,064 nm cho Cr3+.

Nickel laø moät kim loaïi thuoäc nhoùm VIII cuûa baûng tuaàn hoaøn. Soá nguyeân töû laø 28 vaø khoái löôïng nguyeân töû 58,71. Trong soá baûy ñoàng vò

274

phoùng xaï ñaõ bieát 63Ni (chu kyø baùn phaân raõ laø 92 naêm) ñöôïc duøng nhieàu nhaát trong caùc nghieân cöùu ñaát – caây troàng. Ni coù theå xuaát hieän trong moät soá traïng thaùi oxy hoùa nhöng chæ coù nickel (II) beàn vöõng treân daõy pH roäng vaø ñieàu kieän oxy hoaù - khöû trong moâi tröôøng ñaát. Baùn kính ion cuûa Ni (II) laø 0,065 nm (gaàn vôùi baùn kính ion cuûa Fe, Mg, Cu vaø Zn). Ñoäc tính cuûa Ni ñöôïc theå hieän khi noù coù theå thay theá caùc kim loaïi thieát yeáu trong caùc enzym vaø gaây ra söï ñöùt gaõy caùc ñöôøng trao ñoåi chaát trong cô theå sinh vaät vaø ngöôøi.

5.10.4.2. Phaân boá vaø tính chaát cuûa chrom vaø nickel

– Trong ñaát vaø vaät lieäu goác

Noàng ñoä trung bình cuûa nikel trong ñaát treân theá giôùi laø 40 mg/kg, phuï thuoäc raát nhieàu vaøo baûn chaát cuûa vaät lieäu goác. Ví duï nhö ñaát hình thaønh treân sespentine coù theå chöùa 100 – 7000 mg/kg. Nguyeân nhaân chính cuûa vieäc sinh tröôûng yeáu cuûa caây troàng treân ñaát sespertine vaãn coøn ñang baøn caõi nhöng ai cuõng ñoàng yù laø nikel coù theå ñoäc haïi hôn chrom vaø cobalt taäp trung vôùi löôïng töông ñoái lôùn. Ñoä ñoäc haïi vaø tyû leä N/Ca + Mg cao coù theå laø nhaân toá chính giôùi haïn söï phaùt trieån cuûa caây troàng.

Baûng 5.13: Noàng ñoä cuûa Cr vaø Ni trong ñaát troàng (mg/kg)

Cr Ni

Giaù trò Trung bình Phaïm vi Giaù trò Trung bình Phaïm vi

Soá maãu nghieân cöùu

200 ⎯ ⎯ 40 ⎯ ⎯ 23

⎯ ⎯ 5–3.000 ⎯ ⎯ 10–800 27

⎯ 70 5–1.500 ⎯ 50 2–750 28

⎯ 6.3 ⎯ ⎯ 17 ⎯

⎯ 54 1–2.000 ⎯ 19 5–700 30

84 ⎯ 0.9–1.500 34 ⎯ 0,1–1.523 24

150 62 0.5–10.000 53 27 0,5–5.000 25

41 39 0.3–837 25 20 0,8–440 26

⎯ ⎯ ⎯ ⎯ 18 1–269 31

(Nguoàn Coln, 2000)

275

– Vaät tö noâng nghieäp

Toång soá cuûa chrom vaø nickel cho vaøo ñaát do boùn phaân treân toaøn caàu ñöôïc öôùc tính khoaûng töø 480 – 1.300 vaø 106 – 544.103 taán. Phaân boùn chöùa nhieàu chrom hôn nickel, phaân phosphate coù nhieàu caû hai nguyeân toá treân. Maëc duø löôïng chrom ñöa vaøo ñaát qua vieäc söû duïng phaân phosphate laø baát thöôøng, noù vaãn hieän dieän trong ñaát döôùi daïng Cr (III) vaø khoâng coù khaû naêng gaây ñoäc haïi.

– Söï laéng ñoïng trong khí quyeån

Toång löôïng chrom lôùn nhaát ñöôïc thaûi vaøo baàu khí quyeån döôùi daïng caùc haït nhoû do caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi laø töø ngaønh coâng nghieäp luyeän kim, ví duï: töø loø luyeän kim baèng hoà quang ñieän. Trong moät baûng kieåm keâ veà söï thaûi khoâng khí cuûa Myõ, saûn xuaát chrom chöùa saét laø phaàn quan troïng nhaát cuûa caùc ngaønh quan troïng naøy. Thaäm chí ngay sau ñôït kieåm tra oâ nhieãm khoâng khí thì chaát thaûi öôùc tính laø 12.360 taán/naêm.

Moät nguoàn quan troïng nöõa cuûa chrom trong khí quyeån laø saûn xuaát gaïch chòu löûa, thaûi ra 1.630 taán/naêm, theo saùt sau laø söï chaùy cuûa than ñaù thaûi ra 1.564 taán/naêm. Saûn xuaát theùp thaûi ra 20 taán/naêm. Tuy nhieân, moät nghieân cöùu gaàn ñaây keát luaän raèng: coâng nghieäp saét vaø theùp laø nguoàn chrom do con ngöôøi thaûi ra lôùn nhaát treân toaøn caàu.

Nguoàn nickel lôùn nhaát do con ngöôøi laø vieäc ñoát chaùy nhieân lieäu vaø daàu aên coøn dö, thaûi ra 26.700 taán Ni/naêm treân toaøn theá giôùi. Nickel taäp trung trong khoùi thaûi ñoäng cô diesel laø 500–10.000 mg/lít. Daàu chöùa nhieàu nickel hôn than ñaù vaø cuõng nhö chì, keõm vaø ñoàng. Ñaõ coù caùc chöùng cöù veà vieäc noàng ñoä cuûa nickel giaûm daàn trong ñaát vaø coû cuøng vôùi khoaûng caùch xa daàn caùc truïc loä chính. Ñoát chaùy than ñaù laø moät nguoàn thaûi quan troïng, theo sau laø khai thaùc moû, luyeän kim, naáu chaûy nickel coù theå coù caùc aûnh höôûng nghieâm troïng cho caùc vò trí gaàn caùc haàm moû vaø loø luyeän kim. Ví duï: Sublbury ôû Ontario (Canada) vaø Clydach ôû South Wales (Anh). Cuõng coù caùc nguoàn nickel vaø chrom lôùn trong töï nhieân hieän höõu trong baàu khí quyeån. Ví duï, ñaát bò gioù cuoán, hoaït ñoäng nuùi löûa, chaùy röøng, buïi sao baêng vaø muoái bieån ôû daïng buïi nöôùc hoaëc haït nhoû chöùa chrom.

276

Baûng 5.14: Öôùc tính toaøn caàu veà vieäc thaûi chrom vaø nickel vaøo khí quyeån töø caùc nguoàn töï nhieân vaø do con ngöôøi vaøo naêm 1983

Nguoàn phaùt thaûi Cr Ni Nguoàn do caùc hoaït ñoäng con ngöôøi:

– Ñoát than ñaù

– Ñoát daàu Caùc ngaønh coâng nghieäp luyeän kim khoâng saét

– Khai thaùc moû

– Saûn xuaát chì – Saûn xuaát ñoàng, nickel – Saét vaø theùp

Vieäc ñoát raùc thaønh tro

292 – 19,63

0,45 – 2,37

284 – 28,40

3,38 – 24,15

11,00 – 43,14

0,80

0,33

7,65

0,04 – 7,10

– Thaønh thò 0,098 – 0,98 0,098 – 0,42

– Raùc, nöôùc thaûi 0,15 – 0,45 0,03 – 0,18

– Phaân phosphate ⎯ 0,14 – 0,69

– Saûn xuaát ximaêng 0,89 – 1,78 0,09 – 0,89

– Ñoát cuûi ⎯ 0,60 – 1,80

– Phöông tieän ñi laïi coù ñoäng cô ⎯ 0,9

Coäng 7,34 – 53,61 25,05 – 88,05

Trung bình 30,48 (36%) 55,65 (87%)

Nguoàn thieân nhieân

– Theå vaån trong ñaát 50 4,8

– Nuùi löûa 3,9 2,5

– Caây troàng ⎯ 0,82

– Chaùy röøng ⎯ 0,19

– Buïi sao baêng ⎯ 0,18

– Muoái bieån ⎯ 0,009

Coäng 53,9 (64%) 8,5 (13%)

Toång coäng chung 84,38 64,15

(Nguoàn: Nriagu vaø Pacyna, 1986; Schmidt vaø Andren, 1987)

277

– Raùc coáng raõnh

Caùc kim loaïi töø caùc nguoàn töï nhieân, trong nhaø vaø coâng nghieäp coù khuynh höôùng taäp trung vaøo caùc caën baõ höõu cô, caùc coâng trình xöû lyù nöôùc coáng. Nickel coù maët trong nhieàu saûn phaåm nhö xaø phoøng: 100 – 700 mg/kg; boät giaët: 400 – 700 mg/kg vaø boät taåy: 800 mg/kg. Chrom ñöôïc thaûi ra bôûi caùc hoaït ñoäng xi maï kim loaïi, ñieän phaân, saûn xuaát möïc, nhuoäm thuûy tinh, söù saønh, keo daùn, thuoäc da, baûo quaûn goã, deät vaø caùc taùc nhaân caûn trôû söï aên moøn trong nöôùc laøm nguoäi. Caû Cr (III) vaø Cr (VI) coù theå hieän dieän trong caùc loaïi nöôùc naøy. Nriagu vaø Pacyna (1984) ñaõ öôùc löôïng raèng, khoaûng 1,4 vaø 11.103 taán chrom vaø 5 – 22.103 taán nickel ñöôïc cho theâm vaøo ñaát moãi naêm laø keát quaû cuûa vieäc thaûi buøn coáng treân toaøn caàu.

Möùc taäp trung chrom vaø nickel vaø nhieàu kim loaïi khaùc cöïc kyø lôùn neáu chuùng nhaän buøn töø caùc vuøng ñoâ thò. Noàng ñoä trong ñaát ôû caùc noâng traïi naøy ñöôïc bieåu dieãn ôû baûng 5.15, moät thí duï laø: nöôùc thaûi noâng traïi Stoke Bardolph gaàn Nottingham (Anh), nôi maø 600 kg Ni/naêm ñöôïc thaûi hôn 100 naêm trong buøn thaûi chöùa trung bình 550 mg Ni vaø 2.600 mg Cr/kg ñaát khoâ cöùng.

Baûng 5.15: Noàng ñoä cuûa chrom vaø nickel trong buøn thaûi toaùn caàu (mg/kg troïng löôïng khoâ)

Ñòa ñieåm Cr (giaù trò TB, phaïm vi)

Ni (TB, phaïm vi)

Soá maãu thí nghieäm

Tham khaûo

Ontario (Canada)

Anh vaø Wales

530

100 – 9,740

250

40 – 8,800

120

23 – 410

80

20 – 5,300

17

42

56

57

Anh vaø Wales 335 94 193 58

Myõ 1,290

169 – 14,000

190

36 – 562

16 39

Myõ 890

10 – 99,000

82

2 – 3,520

165 59

Thuïy Ñieån ⎯

20 – 40615

⎯

16 – 2,120

93

60

(Nguoàn: Nriagu vaø Pacyna, (1984))

278

5.10.4.3. Moái quan heä ñaát – caây troàng

Noàng ñoä chrom ôû daïng saün coù raát nhoû trong caây troàng treân phaàn lôùn loaïi ñaát. Chaúng haïn, caây soáng treân ñaát chöùa khoaùng serpentine ôû Great Dyke Zimbabwe coù noàng ñoä chrom 77 mg/kg. Noàng ñoä cuûa chrom trong caây troàng moïc treân buøn khoaùng vaø nhieàu kim loaïi chaát thaûi chrom ôû trong khoaûng 10 – 190 mg/kg, nhöng noàng ñoä ñoäc coù theå tích luõy trong caây troàng moïc treân chaát thaûi chromat trong ñoù daïng Cr (VI) hoøa tan troäi hôn haún. Bartlett vaø James (1979), ñaõ tìm thaáy ñoäc toá Cr trong muø taït, luùa maïch vaø coû linh laêng baèng caùch theâm Cr (III) vaøo ñaát aåm, nhöng ñaùng chuù yù laø coù ít toån thöông do vieäc theâm Cr (III) vaøo ñaát khoâ. Coù söï khaùc nhau giöõa Cr (VI) vaø Cr (III) trong ñaát öôùt.

Tuy nhieân, noàng ñoä chrom trong caây troàng nguõ coác moïc treân ñaát xöû lyù buøn thaûi chöùa noàng ñoä chrom cao thì ít khi lôùn hôn möùc neàn, phaûn aùnh daïng hôïp chaát höõu cô raát beàn vaø laéng tuï vôùi Cr (III). Söï taäp trung Ni trong thöïc vaät moïc treân ñaát khoâng oâ nhieãm ôû trong phaïm vi 0,1 – 5 mg/kg. Caùc giaù trò hôi cao hôn ñaõ ñöôïc tìm thaáy trong caây troàng moïc treân ñaát höõu cô cao vaø moät soá loaïi caây röøng.

Moät nhoùm thöïc vaät coù khaû naêng tích luõy cao nickel. Ví duï, caây seratia acuminata coù moät loaïi nhöïa maøu xanh chöùa 11% Ni.

Coù quan ñieåm thònh haønh laø Cr (VI) ñoäc haïi hôn laø Cr (III). Ví duï Skeffington (1987) cho raèng, Cr (VI) laøm öùc cheá söï phaùt trieån cuûa caû reã vaø choài cuûa caây luùa maïch non nhieàu hôn laø Cr (III) maëc duø ñaõ coù ghi chuù laø vieäc haáp thuï chrom ôû daïng Cr (III) lôùn hôn daïng Cr (VI) ôû reã caây. Tuy nhieân, Mc Grath (1992) giaûi thích, coù söï khaùc nhau ôû tính ñoäc haïi giöõa hai hình thaùi laø do tính haáp thuï beà maët sinh hoïc ñaõ giaûm suùt nhieàu cuûa Cr (III) taïi nôi coù noàng ñoä pH > 5. Trong thí nghieäm, khi ngöôøi ta ñieàu chænh caùc ñieàu kieän ñeå noàng ñoä baèng nhau cuûa Cr (III) vaø Cr (VI), trong quaù trình troàng troït lieân tuïc thaáy raèng, caû hai daïng ñeàu ñoäc haïi ñeán caây yeán maïch non trong ñoù, taïi caùc laàn kieåm tra thì cho keát quaû laø söï öùc cheá söï phaùt trieån ôû reã do Cr (III) cao hôn Cr (VI). Tuy nhieân, trong nhieàu tröôøng hôïp tính ñoäc haïi cuûa Cr (III) bieåu hieän khoâng roõ, tröø tröôøng hôïp trong ñaát coù tính acid cao. Do ñoù, noùù ñöôïc xem laø töông ñoái khoâng ñoäc. Nhöng Cr (VI) thì luoân ñoäc cho thöïc vaät. Tuy nhieân, anion (aâm löôïng töû) chrom coù nhieàu hôn ôû pH cao. Muoán giaûm ñoäc Cr ngöôøi ta taêng daàn khaû naêng bieán Cr (VI) thaønh Cr (III) ít ñoäc hôn baèng caùch theâm chaát höõu cô, moät tieán trình xaûy ra töï nhieân trong haàu heát taát caû caùc loaïi ñaát.

279

Chrom coù ñoäc tính cao ñoái vôùi ñoäng vaät vaø con ngöôøi. Ñoäc tính cuûa Cr (VI) cao hôn nhieàu so vôùi Cr (III). WHO (Toå chöùc Y teá Theá giôùi) cho pheùp noàng ñoä chrom toái ña trong nöôùc uoáng laø 0,05 mg/lít. Noàng ñoä cho pheùp Cr (VI) cho nöôùc thaûi theo TCVN 5945 – 1995 laø 0,05 mg/lít ñoái vôùi nöôùc thaûi ñöa vaøo nguoàn loaïi A hoaëc 0,1 mg/lít ñoái vôùi nöôùc thaûi ñöa vaøo nguoàn loaïi B. Noàng ñoä Cr (VI) cho pheùp trong nöôùc sinh hoaït, nöôùc ngaàm, nöôùc bieån ven bôø ñeàu laø 0,05 mg/lít.

Hieän nay, noàng ñoä chrom trong soâng vaø nöôùc bieån ôû Vieät Nam coøn thaáp (noùi chung, coøn thaáp hôn 0,05 mg/lít trong nöôùc caùc soâng Meâ Koâng, Saøi Goøn, Ñoàng Nai vaø nhoû hôn 0,02 mg/lít trong nöôùc bieån ven bôø).

Nikel gaây ung thö cho ngöôøi, kìm haõm söï phaùt trieån cuûa caây vaø aûnh höôûng moâi tröôøng, ñaát, khoâng khí, nöôùc ...

Ví duï, ôû Thaønh phoá Hoà Chí Minh, nhaø maùy tole traùng keõm Posvina coù nöôùc thaûi töø coâng ñoaïn, ræ seùt vaø maï coù löu löôïng khoâng lôùn (3 – 5 m3/24 giôø) laïi chöùa nhieàu Zn, Fe, Cr3+ coù tính ñoäc haïi lôùn. Löôïng chrom toång soá laø 200 – 300 mg/lít nöôùc thaûi cuûa phaân xöôûng maï vaø nöôùc thaûi chung laø 100 – 120 mg Cr / lít, 100 – 120 mg Zn / lít, 10–20 mg Cu/lít vaø 1800 mg Cl /lít

Caùc phöông phaùp nhö ñieän phaân ñeå maï phuû Ni cuûa moät soá cô sôû cuõng ñaõ gaây haïi ít nhieàu cho moâi tröôøng do tính ñoäc haïi cuûa noù khi tích luõy trong ñaát.

5.10.5. Magnesium (Mg)

Keát quaû nghieân cöùu cho hay, ñaát chöùa nhieàu Mg2+ coù ñoäc tính cao. Caây luùa coù theå haáp thuï Mg2+ baèng caùch trao ñoåi vôùi Ca2+ trong haït vaø trong reã, giöõ cho tyû leä Ca2+ /Mg2+ luoân caân ñoái. Nhöng khi caây khoâng coù khaû naêng cung caáp ñuû Ca nöõa thì Mg2+ trôû neân ñoäc cho caây. Gedroiz (1931) cho raèng, caây yeán maïch vaø caây muø taït khoâng phaùt trieån ñöôïc trong ñaát chöùa Mg2+ ngay ôû möùc trung bình. Vlamis vaø Jenny (1948) cuõng nhaän ñöôïc cuøng keát quaû thí nghieäm treân caây rau dieáp troàng treân ñaát maën kieàm: Khi Ca2+ > 20% thì Mg2+ khoâng coù khaû naêng gaây ñoäc nöõa.

5.10.6. Boron (Bo)

Bo laø nguyeân toá ñoäc nhaát trong ñaát maën kieàm. Ngay ôû noàng ñoä thaáp (vaøi ppm), Bo ñaõ gaây ñoäc cho nhieàu loaïi thöïc vaät. Caây aên traùi raát nhaïy caûm vôùi Bo hoøa tan hôn caû Cl– vaø SO4

2–.

280

Kelley vaø Browm (1928) chöùng minh raèng: gioáng cam, quyùt vaø caây mooc chæ chòu ñöôïc noàng ñoä boron thaáp, chanh bò ngaû sang maøu vaøng cam vaø tieáp theo bò ñoám hay chaùy laù, ruïng sôùm. Laù caây mooc bò taùc ñoäng cuûa boron gaây ra söï chaùy laù vaø cheát moät phaàn boù maïch. Caây mooc seõ ñi theo moät chu trình môùi cuûa laù khi muøa heø saép keát thuùc vaø giai ñoaïn môû ñaàu cuûa muøa thu; coøn ôû caây chanh thì nhöõng laù naøy xuaát hieän ñaàu muøa xuaân. Ngoaøi ra, boron coù khuynh höôùng tích tuï trong laù, nôi maø daáu hieäu cuûa thöông tích xaûy ra.

Eaton (1944) thaáy raèng, caây aên quaû laø nhöõng caây nhaïy caûm nhaát vôùi boron. Nhieàu loaïi thöïc vaät ñaõ bò thöông vong khi trong dung dòch dinh döôõng khoâng chöùa quaù 1–5 ppm boron. Trong khi cuû caûi ñöôøng vaø mía bò taùc ñoäng, khi boron vöôït quaù 25 ppm. Coû linh laêng vaø caùc thöïc vaät khaùc coù theå chòu ñöôïc noàng ñoä boron töø 10–15 ppm. Khi so saùnh nhöõng con soá naøy vôùi noàng ñoä chlor, roõ raøng, boron laø nguyeân toá coù ñoäc tính cao hôn nhieàu.

Nhö vaäy, oâ nhieãm veà KLN trong ñaát, nöôùc, khoâng khí hieän nay ñaõ laâm vaøo tình traïng ñaùng baùo ñoäng. Nhöõng hoaït ñoäng ñaùng chuù yù laø caùc ngaønh coâng nghieäp khai khoaùng, luyeän kim, xi maï, taåy, deät, nhuoäm... OÂ nhieãm KLN trong ñaát ñöôïc xem laø loaïi hình oâ nhieãm thaàm laëng tích luõy... Khaéc phuïc taùc haïi ñöôïc xem laø nhieäm vuï chung cuûa nhaân loaïi. Caùc ban ngaønh chuyeân traùch phaûi coù nhieäm vuï ngoài laïi baøn baïc, tính toaùn nhaèm tìm ra giaûi phaùp thích hôïp sao cho hoaït ñoäng kinh teá phaûi luoân gaén vôùi baûo veä moâi tröôøng, ñaëc bieät laø phuø hôïp vôùi ñieàu kieän kinh teá – xaõ hoäi hieän nay cuûa ñaát nöôùc.

Caâu hoûi

1. Baïn haõy neâu moät soá nguoàn goác phaùt sinh kim loaïi naëng? 2. Nhöõng aûnh höôûng cuûa kim loaïi naëng ñoái vôùi cô theå con ngöôøi laø

gì? 3. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm Cadmium vaø nhöõng aûnh

höôûng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät? 4. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm Selenium (Se) vaø nhöõng aûnh

höôûng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät? 5. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm ñoàng (Cu) vaø nhöõng aûnh

höôûng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät? 6. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm Arsenic (As) vaø nhöõng aûnh

höôûng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät?

281

7. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm thuûy ngaân vaø nhöõng aûnh höôûng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät?

8. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm chì vaø nhöõng aûnh höôûng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät?

9. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm Mangan vaø Cobal vaø nhöõng aûnh höôûng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät?

10. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm keõm (Zn) vaø nhöõng aûnh höôûng cuûa noù ñoái vôùi sinh vaät?

Taøi lieäu tham khaûo

1. LEÂ TRÌNH, Quan traéc vaø oâ nhieãm moâi tröôøng nöôùc, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 1997.

2. VUÕ ÑÌNH HAÛI, NGUYEÃN LONG, Nhöõng nhieãm caáp thöôøng gaëp, Nhaø xuaát baûn Khoa hoïc vaø Kyõ thuaät, Haø Noäi, 1978.

281

CHÖÔNG 6

ÑOÄC TOÁ SINH HOÏC (TOXIN)

6.1. KHAÙI NIEÄM VEÀ ÑOÄC TOÁ SINH HOÏC Trong cô theå ñoäng, thöïc vaät ñoâi khi coù chöùa moät soá loaïi ñoäc toá naøo

ñoù ñoái vôùi caùc sinh vaät khaùc, caùc ñoäc toá naøy sinh ra trong quaù trình soáng, sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa chuùng.

Tuy nhieân, tính ñoäc gaây neân tuøy thuoäc vaøo söùc chòu ñöïng cuûa töøng cô theå soáng rieâng bieät vaø haøm löôïng ñoäc chaát bò nhieãm. Coù theå ñoäc chaát ôû noàng ñoä ñoù gaây haïi cho sinh vaät naøy maø khoâng haïi ñoái vôùi sinh vaät khaùc. ÔÛ haøm löôïng naøo ñoù ñoäc toá gaây ñoäc haïi nhöng ñoâi khi vôùi haøm löôïng nhoû nhaát ñònh, ñoäc toá laïi coù lôïi cho cô theå sinh vaät.

Ñoái vôùi moät soá loaøi vi khuaån vaø sieâu vi khuaån cuõng vaäy, trong quaù trình soáng vaø hoaït ñoäng, chuùng saûn sinh ra moät soá ñoäc toá gaây haïi cho moâi tröôøng vaø laø nguyeân nhaân cuûa nhieàu loaïi beänh cuûa ngöôøi vaø ñoäng vaät.

Ngöôøi ta thöôøng goïi ñoäc toá sinh hoïc (biotoxity) laø nhöõng chaát maø chæ caàn moät löôïng töông ñoái nhoû ñöa vaøo cô theå laø coù theå gaây beänh hoaëc cheát. Nhöõng chaát ñoäc gaây taùc duïng ñoù vôùi löôïng döôùi 5 gram goïi laø chaát ñoäc maïnh vaø döôùi 1 gram laø chaát ñoäc cöïc maïnh.

Vieäc xaùc ñònh lieàu löôïng gaây cheát raát khoù vì coù nhieàu yeáu toá aûnh höôûng ñeán sinh vaät nhö : daïng ñoäc toá (theå loûng, khí hay boät …), ñöôøng xaâm nhaäp vaøo cô theå (tieâu hoùa, hoâ haáp, qua da…), ngoaøi ra coøn phuï thuoäc vaøo theå traïng cuûa cô theå (khoûe maïnh, suy yeáu, luùc no, luùc ñoùi…).

Khaùi nieäm ñoäc toá: laø chaát ñoäc do sinh vaät taïo ra, ñaëc bieät laø caùc vi sinh vaät gaây beänh, coù taùc duïng khaùng vieâm baèng caùch taïo ra khaùng theå.

Tuøy theo tính chaát vaø nguoàn goác, ngöôøi ta phaân loaïi nhö sau:

- Bactogein: laø loaïi ñoäc toá daïng tinh theå do moät loaïi vi sinh vaät bacillus thuringienes trong quaù trình soáng saûn sinh ra, coù taùc duïng gieát saâu haïi.

- Ñoäc toá naám (mycotoxin): laø chaát ñoäc do naám taïo ra, thöôøng coù trong thöïc phaåm.

282

- Ñoäc toá vi khuaån (bacterotoxin): laø chaát ñoäc daïng protein do vi khuaån tieát ra ñeå choáng laïi caùc chuûng vi khuaån khaùc trong quaù trình ñaáu tranh sinh toàn cuûa chuùng.

- Exotoxin: laø ñoäc chaát do vi sinh vaät tieát ra, thöôøng xuaát hieän trong ñoäng vaät, gaây neân moät soá beänh ôû ngöôøi nhö uoán vaùn, baïch haàu… vaø moät soá hình thöùc ngoä ñoäc khaùc.

- Ngoaïi ñoäc toá: laø nhöõng ñoäc toá (toxinelement) do sinh vaät gaây ra, nhìn chung chuùng laø caùc ñoäc toá protein, keùm chòu nhieät (ngoaïi tröø ñoäc toá aûnh höôûng ñöôøng ruoät cuûa vi sinh vaät staphylococcus).

- Noäi ñoäc toá: laø nhöõng ñoäc toá do phaàn vaät lieäu cuûa thaønh teá baøo vi sinh. Ñoäc toá chuû yeáu do lipid gaây toån thöông baïch caàu vaø gaây soát cho cô theå. Ñoäc toá trong cô theå sinh vaät hoaëc do sinh vaät tieát ra trong quaù trình soáng thöôøng ñöôïc hình thaønh do nhieàu nguyeân nhaân. ÔÛ ñaây chæ nghieân cöùu caùc daïng ñoäc toá töï saûn sinh trong quaù trình soáng, töï veä cuûa sinh vaät vôùi moâi tröôøng soáng, quaù trình sinh lyù cuûa cô theå sinh vaät tieát ra.

6.2. ÑOÄC TOÁ ÑOÄNG VAÄT Ñoäc toá do ñoäng vaät tieát ra ñöôïc chia laøm boán nhoùm ñoäc chính: ñoäc

toá coù tính acid cao, ñoäc toá coù tính kieàm, ñoäc toá coù haøm löôïng vitamin cao, ñoäc toá protein ñoäc.

Sau ñaây laø nhöõng ví duï cuï theå.

6.2.1. Nhöïa coùc

Chaát ñoäc taäp trung nhieàu ôû hai beân maét goàm coù: bufogin, bufotagin, bufotoxin, bufotenin, bufotionin.

Bufotoxin laø moät chaát daïng tinh theå, khoâng tan trong nöôùc, este, axeton, ít tan trong röôïu, tan trong pyridin, methyl. Thòt coùc khoâng ñoäc thaäm chí raát boå döôõng nhöng da coùc vaø toaøn boä gan, ruoät, tröùng ñeàu raát ñoäc, gaây ngoä ñoäc cho ngöôøi aên. Tuyeán tieát nhöïa ñoäc naèm trong nhöõng veát saàn suøi treân da coùc, chuû yeáu laø bufotoxin coù taùc duïng treân tim, laøm tim ñaäp chaäm laïi vaø ngöng haún. Nhöïa coùc dính vaøo da gaây roäp da, lôû loeùt; neáu ñeå nhöïa coùc dính vaøo maét, maét seõ bò söng ñau vaø bò toån thöông, gaây muø. Nguy hieåm hôn laø ñoái vôùi baøn tay bò xaây xaùt, thöông toån, nhöïa coùc dính vaøo khieán chaát ñoäc seõ ñi thaúng vaøo trong maùu, nguy hieåm khoù löôøng vaø raát nhanh.

283

6.2.2. Noïc raén

a) Giôùi thieäu Raén laø loaøi boø saùt khoâng chaân, nhoùm maùu laïnh. Treân theá giôùi hieän

nay coøn toàn taïi khoaûng 2700 loaøi raén, trong ñoù 15% laø loaøi coù noïc ñoäc, taäp trung ôû vuøng nhieät ñôùi. Vieät Nam coù khoaûng treân 100 loaøi, trong ñoù 18 loaøi raén ñoäc soáng treân caïn vaø 13 loaøi raén ñoäc soáng döôùi nöôùc.

b) Ñoäc tính Möùc ñoä ñoäc haïi cuûa veát caén tuøy thuoäc vaøo tính ñoäc cuûa töøng loaïi

raén vaø keå caû khi raén ñang ñoùi hay no. Treân theá giôùi coù khoaûng 30.000 - 40000 ngöôøi cheát/naêm vì raén caén.

- Nhöõng chaát ñoäc chính cuûa noïc, nhöõng chaát ñaõ keùo theo caùi cheát cuûa naïn nhaân, goàm coù hai loaïi:

• Chaát ñoäc vôùi heä thaàn kinh hay neurotoxin, maø theo Calmette (2000), chuùng huûy hoaïi caùc chöùc naêng cuûa trung taâm hoâ haáp vaø daãn ñeán caùi cheát do ngöøng hoâ haáp. Coøn theo Arthrus (1998) thì, ngöôïc laïi, chaát ñoäc naøy töông töï nhö cuararô, noù taùc ñoäng leân caùc ñaàu muùt cô cuûa caùc thaàn kinh vaän ñoäng vaø laøm taêng boä nhaïy caûm, noù gieát caùc cô hoâ haáp bôûi söï laøm lieät ngoaïi vi chöù khoâng phaûi bôûi lieät trung khu.

• Chaát ñoäc cuûa maùu hay hemorrhazin, noù laøm ñoâng, laøm tan raõ maùu vaø phaù huûy caùc thaønh maïch maùu; ngoaøi ra, noù coøn taïo ra nhöõng roái loaïn do vieâm taïi choã.

- Taát caû nhöõng noïc ñoäc ñeàu coù chöùa caû ñoàng thôøi neurotoxin vaø hemorrhazin nhöng vôùi tæ leä khaùc nhau.

- Nhö ta ñaõ bieát, noïc raén coù theå laøm tan hoàng caàu theo cô cheá do Flexner vaø Noguchi tìm ra, hoàng caàu cuûa nhieàu loaøi ñoäng vaät ñöôïc röûa nhieàu laàn cho heát huyeát töông, khi cho keát hôïp vôùi noïc raén hoå mang hoaëc caïp nong thì khoâng bao giôø tan ñöôïc nhöng neáu cho theâm moät ít huyeát thanh töôi hay chaát lôxin thì tan heát.

- Nhöõng noïc raén thuoäc loaïi 200 toxima coù theå chöùa caùc chaát ñoäc nhö: ophiotoxine, crotalotoxin laø nhöõng chaát khoâng chöùa N2 vaø khoâng coù hoaït chaát protiec. Chaát crotalotoxin (C34H54O21) coù trong noïc raén crotalus adamanteus. Chaát ophiotoxin hay cobratoxin (C17H26O10) laø chaát ñoäc cuûa raén hoå mang naja tripudians, maøu traéng hay vaøng nhaït, tan trong nöôùc. Ngoaøi ra, coøn coù daïng ñoäc toá ankaloid goïi laø monocrotalin (C16H23O6N).

284

- CH3 –CH–C–CH2–CO–CH–CH–C–CH3

O HC N CH2

CH3 –CH-CO CH CH2

(Ñoäc toá monocrotalin)

c) Ñoä ñoäc cuûa noïc

- Noïc raén coù ñoä ñoäc khaùc nhau tuøy theo töøng loaøi. Ñoä ñoäc cuûa raén luïc Vipera chæ baèng 1/20 ñoä ñoäc cuûa noïc raén hoå mang. 0,5% mg noïc khoâ cuûa moät con raén hoå mang gieát cheát moät con thoû naëng 1 kg. Ñoä nhaïy cuûa töøng loaïi ñoäng vaät khaùc nhau ñoái vôùi noïc raén khoâng tyû leä vôùi troïng löôïng cuûa chuùng. Theo Calmette (1908), 1 gram noïc raén hoå gieát cheát 1250kg choù, 1400kg chuoät, 2000kg thoû röøng, 2500kg chuoät cobay, 833kg chuoät nhaét, 20000kg ngöïa. Neáu töông öùng vôùi ngöôøi cho laø trung gian giöõa choù vaø ngöïa, Calmette chaáp nhaän laø 1 gam noïc khoâ cuûa raén hoå mang coù theå laøm cheát 10000kg cô theå ngöôøi hoaëc 166 – 167 ngöôøi coù troïng löôïng trung bình 60kg.

- Ñoä ñoäc cuûa noïc cuõng thay ñoåi ôû cuøng moät loaøi raén ñoäc, noù nhaïy hôn sau khi raén loät xaùc hoaëc sau khi nhòn aên keùo daøi.

- Söï nghieâm troïng cuûa veát caén dó nhieân tyû leä vôùi löôïng ñoäc ñaõ truyeàn: moät con raén ñaõ caén lieân tieáp nhieàu laàn seõ thaûi daàn noïc ra vaø nhöõng veát caén sau cuøng khoâng ñaùng sôï.

d) Moät soá raén ñoäc ñieån hình

+ Raén hoå chuùa: coøn goïi laø ñaïi nhaõn xaø hay “king cobra”.

- Teân khoa hoïc: ophiophagus gunther, hoï raén hoå elapidae.

- Ñaëc ñieåm: thaân lôùn, daøi treân 4m, löng coù maøu vaøng luïc hay naâu, ñoâi khi coù maøu ñen chì hoaëc löng coù aùnh baïc. Coù khaû naêng baïnh coå ngaång cao ñaàu tôùi 1,5m; coù khaû naêng phun noïc.

- Phaân boá: vuøng nhieät ñôùi aåm Vieät Nam, AÁn Ñoä.

- Nôi ôû: nôi aåm öôùt quanh hoà ao, buïi raäm, trong hoác caây lôùn.

- Taäp tính: kieám aên ñeâm; aên gaø, vòt, chuoät hay caùc loaïi raén khaùc.

- Gaây haïi: ñau, da bò baàm tím, ngaït thôû roài cheát. Lieàu gaây cheát: 12 mg noïc gieát cheát 1 ngöôøi 50 - 60 kg.

285

+ Raén caïp nia: coøn goïi laø mai gaàm baïc, ñen traéng, hoå löûa.

- Teân khoa hoïc: bungarus candidus linne, hoï raén hoå: elapidae.

- Ñaëc ñieåm: raén lôùn, thöôøng daøi treân 1m, löng coù nhöõng khoang ñen hay naâu xen keõ vôùi nhöõng khoang traéng, giöõa soáng löng coù haøng vaûy hình luïc giaùc.

- Phaân boá: khaép nôi.

- Nôi ôû: soáng trong hang buïi raäm quanh bôø hoà, ñaàm, soâng…

- Thöùc aên: aên caùc loaøi raén khaùc.

- Sinh saûn: ñeû 6 - 10 tröùng/laàn.

- Noïc ñoäc: crotalotoxin C34H54O21; ophotoxin C17H26O10; monocrotalin C16H23O6N.

- Laâm saøng: khi bò raén caïp nia caén luùc ñaàu khoâng thaáy ñau, thaáy teâ, choã caén khoâng bò söng, khoâng maøu nhöng thòt co giaät, nhieãm ñoäc tôùi ñaâu co giaät tôùi ñoù, ñau buïng roài ngaït thôû gaây ñoäc thaàn kinh, xuaát huyeát vaø daãn ñeán töû vong.

- Lieàu gaây cheát: laø loaïi raén ñoäc nhaát, 1,5 mg noïc ñoäc gaây cheát ngöôøi coù troïng löôïng 50 - 60 kg.

- Caùch cöùu chöõa khi bò raén caén: raïch veát caén naën cho chaûy maùu, garoâ, duøng huyeát thanh.

+ Raén luïc ñaàu ñen

- Teân khoa hoïc: azemiops feae boulenger, hoï raén luïc viperidae.

- Ñaëc ñieåm: raén ñoäc nhoû, thöôøng daøi treân 0,5m, thaân maøu ñen coù vaïch ngang maøu traéng hoàng, laø loaïi raén hieám gaëp, chaäm chaïp.

- Phaân boá: khaép nôi

- Nôi ôû: soáng trong nöôùc, vuøng nuùi cao.

- Thöùc aên: aên caùc loaøi thuù nhoû, chuoät, chim…

- Sinh saûn: ñeû 8 - 12 tröùng/laàn, con meï canh giöõ cho tôùi khi nôû.

- Laâm saøng: khi bò caén thaáy ñau, phaù huûy caùc moâ ôû veát caén xung quanh, huûy hoaïi cô tim, thaän vaø phoåi, gaây ñoäc maùu laø chuû yeáu.

- Lieàu gaây cheát: 50 - 100 mg noïc ñoäc gaây cheát ngöôøi coù troïng löôïng 50 - 60 kg.

286

6.2.3. Thaèn laèn Gila monster (heloderma)

a) Giôùi thieäu

Gila monter loaøi thaèn laèn coù ñoäc duy nhaát soáng trong sa maïc taây nam Myõ, baéc Mexico. Noù coù caùc raõnh nhoû tröôùc raêng mang noïc ñoäc.

b) Ñoäc tính

Töông ñöông noïc raén. Nhieãm ñoäc gaây haïi gioáng nhö raén ñeo chuoâng caén.

c) Trieäu chöùng

Buoàn noân, söng taáy veát thöông, xanh xao, hoâ haáp keùm, yeáu daàn.

d) Ñieàu trò: gioáng nhö ñieàu trò raén caén.

6.2.4. Ñoäc toá cuûa ong

a) Taäp tính sinh hoïc

Ong taán coâng laø söï baát ñaéc dó ñeå traû ñuõa vaø töï veä, neáu khoâng ai treâu choïc thì noù khoâng bao giôø taán coâng. Coù theå noùi, ong laø loaøi coù “tính caûnh giaùc cao”, baát kyø luùc naøo cuõng coù ong gaùc cöûa. Nhöõng con naøy toû ra lanh lôïi, kieåm soaùt moïi haønh vi cuûa keû laï vaø ngay caû nhöõng con ñoàng nghieäp vôùi noù: ong gaùc cöûa khoâng phaûi laø chuyeân nghieäp nhö moái. Khi gaùc cöûa, noù theå hieän ñaày ñuû quyeàn löïc cuûa mình, nhöng luùc trôû laïi laøm ong thôï thì laïi chòu söï kieåm soaùt chaët cheõ cuûa lính gaùc môùi. Ong voø veõ coù baûn naêng töï veä cao nhaát. Luùc naøo con ong canh cöûa cuõng soi roïi boán phía nhö moät ñaøi rada. Coù moät daáu hieäu khaû nghi naøo löôùt ngang qua toå, noù ñeàu phaùt hieän ra ngay.

b) Ñoäc toá

Haïch ñoäc vaø ngoøi ñoát coù nhieàu gai saéc nhoïn naèm phía sau cuûa buïng ong. Töø ngoøi ñoát coù hai raõnh thoâng vôùi hai tuyeán khaùc nhau: moät tuyeán mang tính acid vaø moät tuyeán mang tính kieàm roõ reät. Khi chæ coù acid tieát vaøo ngoøi ñoát thì con vaät bò ong ñoát chæ bò teâ lieät chöù khoâng nhöùc nhoái. Nhöng khi taán coâng keû thuø hung aùc thì noïc cuûa ong goàm dòch tieát cuûa caû hai tuyeán kieàm vaø acid. Noïc naøy nhöùc buoát ñeán noãi voi vaø hoå cuõng chòu khoâng noåi.

Noïc ong laø moät chaát loûng saùnh, khoâng maøu, thaønh phaàn hoùa hoïc raát phöùc taïp, goàm albumin, chaát môõ, hôïp chaát höõu cô phaân töû löôïng thaáp, caùc

287

acid amine nhö xystrine, lysine, arginine, glicocol, alanine, methionine, acid nucleic, glutamic, treonine vaø chuû yeáu laø Melitine. Melitine beàn vöõng trong moâi tröôøng acid maïnh vôùi nhieät ñoä, nhöng laïi tan trong kieàm. Vì vaäy, khi bò ong chích, ngöôøi ta boâi voâi vaøo giaûi ñoäc. Melitine laøm tan hoàng caàu, co caùc cô trôn, haï huyeát aùp, phong beá moät ñoaïn thaàn kinh trung öông. Men hialurodinaza laøm tan caùc lieân keát, taêng lan truyeàn noïc. Men phoát pholipaza phaân huûy texitin taïo ra moät lisoxitin.

Noïc ñoäc vaø maøu saëc sôõ cuûa ong coù moái lieân quan vôùi nhau. Maàu saéc loang loå aáy nhö ñeå taêng theâm oai phong cuûa noïc ñoäc.

Ong coù pheromone gioáng nhö tín hieäu cuûa ngöôøi thoåi keøn leänh, coù taùc duïng laøm cho caû ñaøn ôû vaøo tö theá saün saøng chieán ñaáu. Hoïa hoaèn laém khaùch khoâng môøi maø ñeán môùi coù theå thoaùt khoûi ñaùm lính gaùc ñaõ ñöôïc baùo ñoäng, maø khoâng nhaän ñöôïc moät löôïng khaù lôùn noïc ñoäc. ÔÛ veát ñoát, nhöõng con ong giaän döõ coøn phun leân moät chaát coù muøi chuoái. Ñònh höôùng theo muøi ñoù, haøng traêm con ong khaùc lao ñuoåi theo naïn nhaân vaø ñoát theâm. Trong moãi lieàu noïc ong coù chöùa khoaûng 10-6 gam isoamilaxetate ñuû ñeå trong voøng 10 phuùt baùo cho caû gia ñình ong bieát nôi ôû cuûa teân bieät kích thuø ñòch. Maëc duø sau khi maát vuõ khí con ong seõ cheát, khi nhaän ñöôïc tín hieäu baùo ñoäng, chuùng vaãn voäi vaõ ñeán cöùu trôï.

Ong voø veõ laïi khaùc. Tröôùc khi taán coâng, chuùng phun leân keû thuø nhöõng gioït noïc ñoäc coù troän laãn pheromone baùo ñoäng. Nhöõng con ong cuøng ñaøn hung haêng xoâng vaøo ñoát khoâng thöông tieác naïn nhaân.

6.2.5. Noïc ñoäc cuûa kieán

a) Giôùi thieäu

Nhieàu loaøi kieán cuõng söû duïng tín hieäu hoùa hoïc nhö ong. ÔÛ moät soá loaøi kieán, tín hieäu cuûa pheromone baùo ñoäng gaây ra cuoäc boû chaïy hoaûng loaïn, ôû moät soá loaøi khaùc thì ngöôïc laïi – loøng mong muoán chieán ñaáu vôùi keû thuø. Nhöõng chieán só beù nhoû duõng maõnh töï veä vaø hôn theá nöõa, chuyeån sang taán coâng.

Nhöõng taäp ñoaøn kieán letogennys chinensis ôû Sri Lanka chuû yeáu soáng baèng nhöõng con moái thôï vaø moái coù caùnh. Nhöõng trinh saùt vieân phaùt hieän ra moài voäi vaøng baùo tin ñoù cho ñoàng toäc baèng caùch leâ buïng vôùi caùi voøi chaâm tuoát traàn treân maët ñaát vaø nhôø tuyeán gianeâ vaø tuyeán ñoäc ñeå laïi daáu veát coù muøi. Sau ñoù, kieán trinh saùt daãn ñaàu moät baày kieán thôï saün saøng taán

288

coâng caùc baïn laùng gieàng. Neáu xaûy ra chuyeän khoâng löôøng tröôùc ñöôïc vaø kieán trinh saùt khoâng theå trôû thaønh ngöôøi daãn ñöôøng cho caû nhoùm ñöôïc thì sau ít phuùt hoang mang, nhöõng con kieán töï mình coù theå theo daáu veát ñeå laïi cho chuùng maø tìm ra ñöôïc naïn nhaân.

b) Ñoäc tính

Chaát tieát cuûa tuyeán gianeâ giuùp cho coân truøng huy ñoäng löïc löôïng, coøn chaát tieát cuûa tuyeán ñoäc goàm caùc acid phocmic.

Con caøo caøo, deá hay con chuoàn chuoàn thaáy ngöôøi ñeán gaàn thì voäi taåu thoaùt, nhöng con kieán löûa solenopis beù nhoû chöa ñaày moät milimet laïi daùm xoâng vaøo ñòch thuû maëc duø noù chaúng thaáy hình daùng maët muõi cuûa ñòch thuû.

Khoâng phaûi bao giôø pheromone baùo ñoäng cuõng laø tín hieäu ñeå chaïy troán hay taán coâng. Phaàn nhieàu chuùng maõ hoùa thoâng tin phöùc taïp hôn vaø laø hoãn hôïp cuûa nhieàu chaát. Kieán khaâu laù, moãi khi xuaát hieän thieân ñòch, truyeàn tín hieäu baùo ñoäng baèng hoãn hôïp caùc pheromone taïo thaønh bôûi boán loaïïi hydratcacbon chöùa oxy, cho pheùp nhöõng con kieán coù ñoä nhaïy caûm khaùc nhau coù theå caûm nhaän ñöôïc. Ñeå ñöa kieán vaøo tình traïng saün saøng chieán ñaáu, coù theå taùc ñoäng leân chuùng baèng alñeâhit 1–hexanal; coøn ñeå duï chuùng tôùi chieán tröôøng caàn phaûi duøng ñeán coàn 1–hexanol. Ñeå kích thích chuùng taán coâng laïi thieân ñòch phaûi caàn 2–bulit–2–octenal. Coøn hôïp chaát phaàn thöù tö 3–unñecanon taùc ñoäng leân coân truøng ñoàng thôøi vôùi chaát hôïp phaàn thöù hai nhö laø tín hieäu ñeå ñònh höôùng ôû cöï ly gaàn. Khi taán coâng keû thuø, nhôø taùc ñoäng cuûa caùc muøi, kieán gaây ra nhöõng phaûn öùng haønh vi theo moät thöù töï nhaát ñònh, baûo ñaûm phoøng thuû chaéc chaén ñoái vôùi khaùch khoâng môøi maø ñeán.

- Kieán cuõng ñoùng vai troø thieân ñòch khi taán coâng moài. Söû duïng nhöõng pheromone huy ñoäng, nhöõng con coân truøng ñoù tieán haønh taán coâng coù toå chöùc vaøo taäp ñoaøn naïn nhaân cuûa mình. Ñeå moái khoâng nghe troäm ñöôïc thoâng tin cuûa chuùng theo ñieän tín hoùa hoïc, kieán nguïy trang nhöõng tín hieäu ñoù baèng caùch thay ñoåi caáu truùc hoùa hoïc cuûa caùc pheromone nhôø chuyeån töø anñeâhit aliphatic sang loaïi coàn töông öùng. Phaûn öùng hoùa hoïc naøy xaûy ra trong cô theå kieán raát nhanh.

- Trong cuoäc ñaáu tranh sinh toàn, nhöõng coân truøng khoâng chæ söû duïng nhöõng chaát baùo hieäu söï nguy hieåm, maø caû nhöõng phöông tieän baûo veä ñaëc

289

bieät thuoäc loaïi chaát coù muøi nhaát ñònh. Nhöõng chaát ñoù coù taùc ñoäng xua ñuoåi, gaây ñoäc coù khaû naêng laøm teâ lieät taïm thôøi hay thaäm chí gaây töû vong cho coân truøng, loaøi nheän, cuõng nhö moät soá sinh vaät khaùc nöõa. Theo phaân loaïi cuûa Ia. Ñ. Kirsennlat (1996) thì nhöõng chaát aáy coù teân chung laø amion, coøn vuõ khí saên baét hoùa hoïc laø progapton.

Acid formic cuûa caùc cö daân trong toå kieán khoâng chæ giuùp chuùng töï veä maø coøn ñeå taán coâng coân truøng khaùc. Phaân tích nhöõng chaát chöùa trong tuyeán ñoäc cuûa caùc loaøi kieán khaùc nhau, caùc nhaø khoa hoïc thaáy coù caùc hydrocacbon, acid izovaleric vaø propanoic, anñeâhit, xeton, lacton, tecpenoit vaø caû nhöõng hôïp chaát coù hoaït tính tröø saâu vaø saùt truøng nöõa.

Söï khaùc nhau veà caáu truùc cuûa nhöõng phaân töû coù muøi do kieán toång hôïp ñöôïc coøn ñaët moät soá coân truøng naøy vaøo theá coù lôïi. Ví duï, kieán “keû troäm” söû duïng alkaloid coù kieán truùc bieán daïng, vôùi hai muïc ñích: moät maët, nhöõng hôïp chaát naøy ñoùng vai troø chaát töï veä nhö cuûa kieán löûa, maët khaùc, laøm chaát xua ñuoåi ñoái nhöõng loaïi coân truøng khaùc. Nhö nhöõng phenomone naøy, kieán keû troäm, cuõng nhö kieán pharaon laáy troäm aáu truøng töø nhöõng oå kieán laùng gieàng.

- Coân truøng khoâng chæ söû duïng nhöõng hôïp chaát hoùa hoïc ñeå töï veä maø coøn ñeå taán coâng.

6.2.6. Nheän goùa phuï aùo ñen (Latrodetus mactans) a) Giôùi thieäu Coù caùi teân ñaëc bieät aáy laø do nheän caùi caén cheát nheän ñöïc ngay sau cuoäc

giao phoái. Soáng vuøng nhieät ñôùi, trong ñoáng goã, coû, nhaø hoang, buïi raäm. Khaùc vôùi raén, nheän vaø boø caïp, ôû nhieàu loaøi coân truøng noïc ñoäc chæ coù taùc duïng heïp. Noù haï saùt nhöõng bia soáng maø coân truøng coù theå soáng kyù sinh. Ví duï, nheän (hoaêc ong buïng kieán) coù theå duøng vuõ khí cuûa mình laøm teâ lieät moät caùch deã daøng saâu ngaøi taám vaø saâu ngaøi haïi toå ong. Song chaát ñoäc ñaëc hieäu cuûa noù laïi voâ haïi ñoái vôùi caùc loaøi saâu khaùc.

b) Ñoäc tính Nguy hieåm hôn noïc raén. Nhöng khi taán coâng, noù chæ tieâm vaøo moät

löôïng raát ít, do ñoù, noù chæ nguy hieåm cho nhöõng treû em döôùi 15kg. Noïc ñoäc gaây taùc haïi thaàn kinh.

c) Nhieãm ñoäc Ñau nheï, taùi nhôït, choã caén söng; sau ñoù, ñau vuøng ngöïc, buïng, buoàn

noân, chaûy daõi vaø ñoå moà hoâi.

290

6.2.7. Boø caïp (centruroides gerischii vaø C.sculpturatus) a) Giôùi thieäu

Soáng ôû vuøng khoâ caèn, trong vöôøn nhaø ôû Brazin, chaâu Phi, Vieät Nam. Gioáng ñoäc ñöôïc goïi laø titytus bahiensis vaø T. serralatus. ÔÛ Nam Phi, gioáng ñoäc coù teân androctonus australis. Boø caïp nöôùc ta thöôøng thuoäc chi buthiurus hay chi heterometrus.

b) Ñoäc tính

AÛnh höôûng leân tim vaø heä thaàn kinh trung öông. c) Nhieãm ñoäc

Ngöùa hôi ñau. Neáu naëng thì co thaét ôû coå, boàn choàn, noåi giaän, taêng hoaëc haï huyeát aùp, loaïn nhòp tim. Trieäu chöùng keùo daøi 24 - 48 giôø, trieäu chöùng thaàn kinh coù theå keùo daøi moät tuaàn.

6.2.8. Saâu roùm Thaân coù nhieàu loâng ñoäc. Loâng nhoïn nhö kim hoaëc coù ngaïnh ôû ñaàu

loâng. Loâng roãng vaø ñoùng vai troø nhö kim chích, chaân loâng gaén vôùi tuyeán noïc ñoäc. Chieác loâng naøo cuõng chöùa ñaày ñoäc toá. Khi ta chaïm vaøo, ñaàu nhoïn caém vaøo da vaø gaõy luoân, noïc ñoäc seõ traøn vaøo da ta. Noïc ñoäc chöùa nhieàu acid. Bò ngöùa ñau, caøng gaõi caøng ngöùa vaø ñau. Chöõa trò baèng caùch boâi voâi, xaø phoøng vaøo da nôi tieáp xuùc vôùi loâng.

6.2.9. Saâu ban mieâu Laø loaïi coân truøng daøi 10 - 15 mm, maøu xanh bieác. Noïc ñoäc coù chöùa

chaát cantharidin, ñoäc tính cao, gaây roäp da, boûng. Lieàu gaây cheát 30 mg/50kg cô theå.

Caùc phöông tieän töï veä hoùa hoïc cuûa coân truøng raát ña daïng. Ñoù laø nhöõng ñoäc chaát ñöôïc toång hôïp trong caùc tuyeán ñaëc bieät vaø coù caû trong maùu, baïch huyeát vaø ruoät coân truøng nöõa. Coù caû nhöõng chaát cheá tieát ñoäc cuûa caùc tuyeán ñöôïc phun ra döôùi aùp löïc hoaëc chæ tieát treân mình keû thuø. Phaàn lôùn vuõ khí hoùa hoïc cuûa coân truøng laø nhöõng chaát coù baûn chaát töông töï nhö nhöõng chaát trao ñoåi thöù caáp cuûa thöïc vaät.

Thoâng thöôøng caùc coân truøng söû duïng nhöõng hôïp chaát hoùa hoïc sau ñaây ñeå töï veä: terpenoid, alkaloid, phen vaø quinone.

Caùc chaát terpenoid phaân töû thaáp laø nhöõng chaát bay hôi naëng muøi laøm cho ñoái phöông hoaûng sôï. Hôi cuûa nhöõng chaát ñoù coù taùc duïng kích

291

thích, coøn caùc gioït rôi leân thaân thieân ñòch laøm chaùy boûng vaø ngöùa ngaùy. Ví duï, ong caén laù thoâng tieát ra chaát dòch daàu gioáng nhö terpenoid nhöïa caây chuû ñeå töï veä. AÁu truøng nhaän ñöôïc nhöõng chaát aáy cuøng vôùi thöùc aên vaø khi quaân ñòch ñeán gaàn thì phoùng ra baèng nhöõng co boùp phuï cuûa thöïc quaûn. Caùc nhaø khoa hoïc ñaõ nghieân cöùu thaáy raèng trong nhöõng cheá tieát töï veä cuûa coân truøng coù hoãn hôïp caùc hôïp chaát ñôn vaø keùp. Nhöïa laø moät thöù “aùo giaùp” ñaëc bieät cuûa caây coái. Tuy nhieân, ong xeû laù khoâng chæ choïc thuûng noù moät caùch deã daøng maø coøn söû duïng noù nhö vuõ khí hoùa hoïc ñeå choáng laïi keû thuø cuûa mình. Ñaây laø moät trong soá ít loaøi coân truøng trong quaù trình tieán hoùa ñaõ ñi theo con ñöôøng raát kinh teá veà phoøng thuû quaân thuø – baèng chính caây chuû.

6.2.9. Ñoäng vaät nhuyeãn theå voû cöùng

a) Giôùi thieäu

Ví duï trai, soø coù theå phaùt sinh ñoäc toá trong nhöõng thaùng noùng hoaëc trong moät moâi tröôøng ñaëc bieät.

b) Ñoäc toá: daïng hôïp chaát N, töông töï nhö nhöïa ñoäc cura, gaây teâ cô baép; ít xaûy ra töû vong.

c) Gaây ñoäc: gaây teâ lieät hoâ haáp, ngöùa moâi, löôõi, maët vaø muõi.

6.2.10. Caù

Moät soá loaøi caù bieån nhieät ñôùi coù theå chöùa ñoäc. Ví duï nhö caù keùo (tetraodontidae), caù trigger, caù veït, caù noùc, nhaát laø caù ciguatera.

Ví duï caù noùc (tetrodon ocellatus, hoï caù noùc tetrodonidae) (caù coùc):

- Ñaëc ñieåm: thaân ngaén, vaûy keùm phaùt trieån, raêng baùm vôùi nhau thaønh taám; ñaëc bieät, buïng phình to vaø ngöûa buïng leân trôøi khi töï veä. Trong 60 loaøi coù 30 loaøi coù noïc ñoäc.

- Phaân boá: vuøng bieån nhieät ñôùi nhö Vieät Nam.

- Ñoäc toá: tetrotoxin, ciguatoxin tan trong chaát beùo; ciguaterin tan trong nöôùc vaø aminopehydroquinazolin coù coâng thöùc thoâ laø: C11H17N3O8. Nhöõng ñoäc toá naøy taäp trung trong gan, ruoät vaø cô buïng. Ñaëc bieät tính ñoäc taêng cao trong muøa ñeû tröùng.

- Gaây ñoäc: leân thaàn kinh trung öông, gaây teâ lieät cô theå, ngöng treä tuaàn hoaøn vaø hoâ haáp. Ngoä ñoäc do aên caù xuaát hieän sau 2 - 24 giôø. Naïn

292

nhaân teâ moâi, teâ löôõi, noân möûa, hoân meâ. Tyû leä cheát 60% sau 1 - 24 giôø. Lieàu gaây cheát: 4 mg/1kg cô theå.

- Cöùu chöõa: uoáng nöôùc döøa.

6.2.11. Möïc (Xem theâm Ñoäc hoïc moâi tröôøng chuyeân ñeà, Leâ Huy Baù, NXB ÑHQG, 2006)

ÔÛ cuoái thaân möïc coù tuùi möïc noái vôùi tuyeán möïc. Trong möïc coù saéc toá maøu ñen melanin vaø caùc chaát loaïi ankaloid gaây teâ lieät cô quan caûm giaùc. Vì muoán coù tuùi möïc ñaày, con möïc phaûi qua tích luõy thôøi gian daøi, neân noù chæ tieát möïc khi tình traïng khaån caáp.

6.2.12. Baïch tuoäc - Thuoäc lôùp ñoäng vaät chaân ñaàu, coù taùm tua daøi vaø khoûe, treân tua coù

nhieàu giaùc huùt ñeå baùm chaët con moài, mieäng coù raêng baèng chaát söøng, tuyeán nöôùc boït coù chaát men ñeå laøm tieâu hoùa caùc chaát goác protein vaø coù ñoäc toá ñeå gieát cheát con moài. Baïch tuoäc caén ngöôøi baèng raêng caém saâu vaøo da laøm thaønh veát thöông, naïn nhaân coù caûm giaùc raùt vaø ngöùa ôû veát thöông, sau ñoù, lan daàn ra toaøn cô theå. Maùu ôû veát thöông chaûy ra laøm cho da söng ñoû vaø noùng. Söùc khoûe cuûa naïn nhaân giaûm suùt maïnh, thaäm chí gaây töû vong.

- Ñaõ töøng xaûy ra söï coá do moät con baïch tuoäc caén moät thôï laën ngöôøi Australia. Trong khi laøm vieäc, ngöôøi naøy phaùt hieän ra moät con baïch tuoäc nhoû, giaét noù vaøo thaân, noù baùm ngay vaøo cô theå oâng ta vaø caén vaøo coå, maùu chaûy ra lieân tuïc vaø khoâng ñoâng ñöôïc, sau 2 giôø naïn nhaân cheát.

- Neáu coù baïch tuoäc lôùn baùm leân ngöôøi, chæ caàn moät dao gaêm ñaâm vaøo giöõa maét, töùc khaéc noù rôøi khoûi ngöôøi.

- Vaät nguy hieåm: raâu xuùc giaùc, raêng vaø tuyeán nöôùc boït.

6.3. ÑOÄC TOÁ THÖÏC VAÄT 6.3.1. Giôùi thieäu Ñeå thích nghi vôùi ñieàu kieän khaéc nghieät cuûa moâi tröôøng, caïnh tranh

khaùc loaøi vaø cuøng loaøi, traûi qua haøng nghìn naêm, moät soá loaøi thöïc vaät ñaõ bieán ñoåi caáu taïo cô theå vaø chöùc naêng sinh lyù. Trong quaù trình aáy coù caû thöïc vaät xuaát hieän ñoäc toá, ñaëc bieät ôû caây hoang daïi. Ñaây laø moät trong nhöõng bieåu hieän ñoù, ñeå töï veä hay taán coâng keû thuø.

Caùc baïn haõy töôûng töôïng moät buïi caây cao khoaûng 1m vôùi caùc laù hình thuoân daøi 30 cm. Treân nhöõng laù ñoù coù nhöõng tuyeán moïc thaønh haøng

293

treân nhöõng chaân cao, chuùng tieát ra nhöõng gioït nhôùt (khaùc gì baêng dính!). Giöõa nhöõng haøng tuyeán ñoù laïi coù nhöõng tuyeán khoâng coù chaân. Nhöõng tuyeán naøy taïo ra chaát men ñaëc bieät maïnh coù theå bieán naïn nhaân thaønh dung dòch. Chính nhöõng tuyeán naøy huùt dung dòch boå beùo ñoù ñeå nuoâi caây.

Töø caây ajuga remoa, ngöôøi ta ñaõ chieát ra ñöôïc moät chaát vaø cho coân truøng aên chaát ñoù. Keát quaû laø nhöõng con coân truøng phaùt trieån khoâng bình thöôøng. Ví duï, aáu truøng saâu xaùm coû, neáu aên phaûi chaát tieát ra töø caây ajuga remoa seõ phaùt trieån thaønh quaùi vaät – moät con nhoäng baát bình thöôøng vôùi ba caùi ñaàu. Khi aáu truøng bieán thaùi thaønh nhoäng, theo soá lieäu caùc nhaø khaûo cöùu, ñaõ hình thaønh khoâng phaûi moät maø vaøi nang ñaàu. Nhöõng nang ñaàu thöøa laáp kín moàm ñeán noãi aáu truøng khoâng theå aên ñöôïc nöõa vaø cheát ñoùi.

Caây coái töï baûo veä mình nhôø nhöõng hôïp chaát hoùa hoïc coù khaû naêng laøm roái loaïn quaù trình aáu truøng bieán thaønh nhoäng. Nhöõng chaát naøy cuûa caây moâ phoûng hormone cuûa aáu truøng.

Caây khoai taây hoang daïi choáng chòu ñöôïc nhieàu loaïi saâu beänh. Nhöõng nhaø nghieân cöùu laøm vieäc ôû traïm thí nghieäm Rotemstad (Anh) thaáy raèng, thaân vaø laù caây khoai taây daïi phuû hai loaïi loâng tô tuyeán nhoû xíu. Ngöôøi ta cho raèng, nhôø nhöõng tuyeán loâng tô ñoù vaø nhöõng chaát dòch dính do chuùng tieát ra maø caây khoâng nhöõng loaïi tröø ñöôïc saâu haïi, trong ñoù coù reäp caây, maø coøn duøng loâng tô tieát ra chaát hydrocarbon maø hydrocarbon laïi laø thaønh phaàn chính cuûa pheromone tín hieäu nguy hieåm cuûa reäp caây. Thì ra, caây khoai taây daïi, döôøng nhö veà maët hoùa hoïc ñoùng giaû con reäp caây baùo hieäu cho ñoàng loaïi bieát traùnh xa. Trong coàn chaát chieát töø laù khoai taây daïi ñaõ phaùt hieän ra pheromone giaû hieäu. Trong soá nhöõng chaát hydrocarbon coù trong chaát chieát töø laù khoai taây troàng, coù moät loaïi hydrocarbon laø pheromone cuûa reäp caây. Chaát ñoù coù trong nhöõng gioït dính ôû ñaàu caùc loâng tô. Nhöõng caùn boä cuûa phoøng thí nghieäm Rotemstad ñaõ chöùng minh ñieàu ñoù baèng moät thí nghieäm tröïc tieáp. Hoï cho laù khoai taây daïi vaøo oáng troøn roài bôm khoâng khí ra caùch quaàn theå reäp caây vôùi khoaûng caùch 1cm. Ñaùm reäp chaïy taùn loaïn, heät khi coù pheromone thaät. Trong luùc ñoù, ñoái chöùng khoâng gaây ra heä quaû nhö vaäy.

ÔÛ Australia coù hai loaïi caây nöûa luøm nöûa buïi. Treân nhöõng caây ñoù coù coân truøng coäng sinh sinh soáng. Laù nhöõng caây naøy heïp vaø ñaày nhöõng tuyeán. Cuõng nhö nhöõng caây laù dính ôû Pyrenees, treân laù cuûa nhöõng caây aên coân truøng Australia naøy coù nhöõng tuyeán coù chaân. Caùc tuyeán tieát ra dòch

294

ñaëc vaø dính, nhieàu coân truøng nhoû beù bò dính vaøo laù caây, nhöng chuùng coù bò caây tieâu hoùa hay khoâng thì khoâng bieát. Chæ bieát moät ñieàu khaùc laø, voâ soá reäp li ti soáng treân caùc laù dính ñoù aên nhöõng coân truøng dính vaøo laù caây. Trong hieän töôïng coäng sinh naøy nhöõng con reäp coù yù nghóa gì? Caùc nhaø khoa hoïc ñaõ giaû thieát laø nhöõng coân truøng ñoù söû duïng caây nhö löôùi baãy nhôø nhöõng tín hieäu coù baûn chaát hoùa hoïc.

Moät loaïi caây buïi khaùc cao ñeán 1m, laù ñaày caùc tuyeán loâng tô tieát ra chaát nhaày. Nhöõng coân truøng sa vaøo chaát nhaày ñoù bò cheát vaø chaéc chaén trôû thaønh thöùc aên cuûa moät soá loaøi nheän.

Nhöõng chaát ñoäc vaø chaát xua ñuoåi taùc ñoäng leân coân truøng qua caùc caûm thuï quan vò giaùc vaø khöùu giaùc. Metchnikov I. I., nhaø baùc hoïc Nga noåi tieáng, ñaõ coi ñaëc tính naøy cuûa caây coái nhö laø bieåu hieän cuûa phaûn öùng thích nghi ñaõ xuaát hieän vaø phaùt trieån trong quaù trình tieán hoùa cuûa thieân nhieân. OÂng ñaõ ñöa ra giaû thuyeát: “caây coái töï baûo veä baèng nhöõng lôùp voû cöùng chaéc vaø nhöõng chaát cheá tieát cuûa mình”. Sau nhieàu naêm nghieân cöùu coù heä thoáng caùc hôïp chaát bay hôi cuûa caùc loaøi thöïc vaät cao caáp, oâng ñaõ chöùng minh, trong soá nhöõng loaøi thöïc vaät coù nhieàu caây coù khaû naêng baøi tieát ra nhöõng chaát bay hôi coù ñaëc tính khaùng sinh. Nhöõng chaát ñoù ñöôïc goïi laø fitoxit (fito – tieáng hylaïp coù nghóa laø “caây”, cido – tieáng la tinh, coù nghóa laø “gieát” ).

Baûn chaát hoaït ñoäng cuûa nhöõng chaát ñoù raát ña daïng: chuùng coù khaû naêng kìm haõm söï phaùt trieån, gieát cheát vi khuaån vaø caùc loaïi naám ñôn giaûn nhaát, laøm cho caùc coân truøng coù haïi phaûi khieáp sôï.

Ñeå laøm ví duï, xin mieâu taû moät thí nghieäm sau: ñaët vaøo ñaùy moät bình thuûy tinh nhöõng mieáng laù thaùi nhoû hay nhöõng cô quan khaùc cuûa caây maän daïi chaúng haïn, roài cho vaøo ñoù vaøi con ruoài, con muoãi, ruoài vaøng; chæ trong vaøi giaây nhöõng chaát bay hôi seõ gieát cheát caùc con ruoài, muoãi. Tuy nhieân, khoâng phaûi bao giôø cuõng nhö vaäy. Nhieàu khi nhöõng coân truøng bò cheát vôùi thôøi gian haøng chuïc laàn chaäm hôn – khoâng phaûi trong voøng 30 giaây, maø trong voøng töø 3 – 5 phuùt. Cuõng coù theå thaáy ñöôïc laø fitoxit cuûa nhöõng cô quan khaùc nhau cuûa cuøng moät caây coù hoaït tính khoâng gioáng nhau. Ví duï, nhöõng chaát bay hôi cuûa caùnh hoa anh ñaøo daïi coù hoaït tính khoâng maïnh baèng chaát bay hôi töø laù. Nhöõng loaïi caây hoï haøng gaàn, caùc gioáng khaùc nhau cuûa cuøng moät loaïi caây cuõng coù hoaït tính khaùc nhau ñoái vôùi caùc loaïi coân truøng.

295

Thôøi gian cheát cuûa nhöõng coân truøng beù nhoû naøy bôûi fitoxit cuûa caùc loaøi caây khaùc nhau trong cuøng ñieàu kieän thí nghieäm nhö nhau khoâng gioáng nhau. Nhöng hieäu quaû bao giôø cuõng chæ laø moät: coân truøng bò cheát bôûi caùc chaát bay hôi do caây tieát ra.

Nhaø thöïc vaät hoïc Lieân Xoâ noåi tieáng B. M. Kozopolianxki ñaõ vieát raèng, nhöõng chaát bay hôi laø tuyeán phoøng thuû thöù nhaát cuûa caây, nhöïa caây laø tuyeán thöù hai. Caùc fitoxit do nhöõng phaàn treân maët ñaát cuûa caây tieát vaøo khoâng khí, coøn nhöõng phaàn döôùi maët ñaát cuûa caây laïi tieát ra caùc fitoxit vaøo ñaát. Tuy nhieân, hoaït tính fitoxit cuûa caùc cô quan cuûa caây laïi khoâng gioáng nhau trong caùc thôøi kyø sinh tröôûng khaùc nhau cuûa chuùng. Hoaït tính ñoù quan heä chaët cheõ vôùi söï phaùt trieån cuûa caây, muøa vaø giai ñoaïn sinh tröôûng, cuõng nhö tình traïng sinh thaùi cuûa caây.

Caùc nhaø khoa hoïc Lieân Xoâ, Phaàn Lan vaø Phaùp ñaõ xaùc ñònh ñöôïc thaønh phaàn cuûa nhöõng chaát daãn duï coân truøng do caây tieát ra coù caû moät loaït caùc hôïp chaát. Ñoù laø thaønh phaàn tinh daàu thôm cuûa caùc loaøi thoâng vaø laù kim.

Hieän nay treân theá giôùi ñaõ phaùt hieän ra thöïc vaät aên thòt, thoâng thöôøng coù theå chia thaønh naêm loaïi lôùn, öôùc chöøng khoaûng 500 loaøi. Trung Quoác coù khoaûng hôn 30 loaøi, ñöôïc phaân boá treân caû maët ñaát vaø trong nöôùc.

Loaïi caây aên thòt noåi tieáng nhaát laø coû roï lôïn. Ñaây laø loaøi caây laù xanh boán muøa, laù coù hình daïng raát kyø quaùi. Phaàn gaàn cuoáng laù maûnh nhöng baèng, maøu saéc töôi taén, coù theå quang hôïp ñeå saûn xuaát thöùc aên, phaàn giöõa laù laïi gioáng nhö caùi caây daây leo nhoû, ôû phía tröôùc coù treo moät “caùi bình” cao ñeán nöûa meùt, phía treân coù moät caùi naép ñaäy, phía döôùi phình to ra troâng raát gioáng caùi roï lôïn, cho neân ngöôøi ta goïi laø “coû roï lôïn”.

Phía trong “bình” ôû döôùi caùi naép ñaäy coù raát nhieàu tuyeán maät vöøa thôm laïi vöøa ngoït duï nhöõng loaïi coân truøng tham aên tôùi. Khi coân truøng ngöûi thaáy muøi maät thì bay tôùi ñeå huùt, chæ sô suaát moät chuùt laø rôi xuoáng “bình” ngay. Do trong thaønh “bình” raát trôn, neân nhöõng coân truøng vöøa rôi xuoáng chöa kòp phaûn öùng thì ñaõ rôi xuoáng ñaùy “bình” vaø bò moät chaát dính dính chaët laïi. Luùc ñoù, chieác naép giaû phía treân nhanh choùng ñaäy laïi, neân baát keå loaïi coân truøng duø bay nhaûy gioûi ñeán ñaâu ñeàu khoâng laøm sao thoaùt ra ñöôïc. Vaø nhö vaäy, dòch tieâu hoùa trong “bình” daàn daàn tieâu hoùa saïch con moài ñaõ saên ñöôïc.

Caây naép aám ôû vuøng ñoài hoang Quaûng Bình cuõng coù caáu taïo vaø nguyeân taéc hoaït ñoäng töông töï. Beân caïnh ñoù, ôû ta coøn coù caây baét ruoài,

296

cuõng coù khaû naêng daãn duï vaø baét nhöõng con ruoài moø ñeán, roài tieát ra dòch tieâu hoùa laøm con ruoài trôû thaønh thöùc aên cho caây.

Loaøi thöïc vaät aên thòt soáng trong nöôùc goïi laø “taûo ly”. Bình thöôøng chuùng noåi treân maët nöôùc vôùi voâ vaøn nhöõng chieác laù nhoû nhö sôïi toùc. Beân caïnh laù, moïc nhieàu tuùi nhoû, chuyeân duøng ñeå baét nhöõng coân truøng trong nöôùc.

Nhöõng tuùi nhoû naøy caáu taïo raát tinh teá: ñeàu coù loã thoâng beân ngoaøi, loã naøy coù naép chæ môû ñöôïc vaøo phía beân trong (gioáng nhö mieäng cuûa caùi “toâi” caùi “ñoù” baét caù treânh leânh raïch vaäy), treân naép moïc maáy sôïi raâu xuùc giaùc. Moãi khi coù tieåu truøng bôi ñeán tröôùc tuùi vaø chæ chaïm nheï vaøo laø naép môû ra, coøn tieåu truøng theo nöôùc vaøo trong tuùi vaø khoâng theå naøo ra ñöôïc nöõa vì naép naøy chæ môû vaøo phía beân trong khoâng theå ñaåy ra ngoaøi ñöôïc. Cuoái cuøng, tieåu truøng bieán thaønh thöùc aên trong buïng cuûa taûo ly.

Loaøi caây aên thòt coù teân laø “mao chieân ñaøi” thöôøng sinh soáng ôû nhöõng nôi ñaàm laày aåm öôùt, laù cuûa noù chæ to baèng ñoàng xu, maët laù moïc ñaày nhöõng loâng nhoû. Ñaàu muùt cuûa nhöõng caùi loâng ñoù ñeàu coù nhöõng gioït söông nhoû laáp laùnh. Ñöông nhieân nhöõng gioït söông ñoù khoâng phaûi laø nhöõng gioït söông bình thöôøng maø laø nhöõng chaát keát dính do nhöõng sôïi loâng ñoù tieát ra. Loaïi chaát dính naøy coù ñoä ñaøn hoài raát cao, duø naéng chieáu gay gaét ñeán ñaâu cuõng khoâng laøm noù khoâ ñi ñöôïc, maø ngöôïc laïi, coøn laøm toûa ra muøi thôm hôn, coân truøng nhoû ngöûi thaáy muøi thôm naøy seõ bay tôùi aên.

Sau khi coân truøng bay tôùi ñaäu vaøo maët laù, nhöõng haït söông ñoù dính chaët coân truøng laïi, coân truøng caøng giaõy giuïa maïnh thì nhöõng chieác loâng xung quanh, gioáng nhö caûm öùng, caøng xieát chaët coân truøng hôn. Luùc aáy caùc sôïi loâng seõ tieát ra moät chaát dính khaùc laøm tieâu hoùa coân truøng.

Quaù trình tieán hoùa cuûa thöïc vaät ñeán ngaøy nay, nhöõng chieác laù duøng ñeå baét ñoäng vaät cuõng bieán ñoåi thieân hình vaïn traïng, coù loaïi gioáng nhö chieác bình nhoû, coù loaïi gioáng nhö caùi tuùi hoaëc cuõng coù loaïi laù laïi moïc ñaày loâng tieát ra chaát dòch dính chaët coân truøng. Noùi chung, nhöõng loaøi thöïc vaät aên thòt chæ coù theå baét ñöôïc caùc loaïi coân truøng nhö ruoài, muoãi vaø böôùm; cuõng coù luùc chuùng cuõng aên ñöôïc caùc loaïi to hôn nhö chuoàn chuoàn.

Raát nhieàu loaïi caây töï tieát ra caùc chaát dòch khaùc nhau ôû treân thaân, caønh vaø reã cuûa chuùng. Luùc ñaàu, con ngöôøi chöa ñeå yù tôùi vaán ñeà naøy vì cho raèng nhöõng chaát dòch ñoù chaúng coù taùc duïng gì. Nhöng veà sau caùc nhaø khoa hoïc môùi phaùt hieän söï tieát dòch naøy thaät khoâng ñôn giaûn vaø noù coù

297

moái quan heä raát quan troïng ñoái vôùi söï sinh toàn cuûa thöïc vaät. Trong nhöõng naêm 70 cuûa theá kyû naøy, Tôroátki – giaùo sö sinh vaät hoïc ngöôøi Lieân Xoâ (cuõ) ñaõ phaùt hieän, cô theå cuûa ñoäng vaät vaø caùc loaïi coân truøng khi bò thöông, veát thöông raát deã thoái röõa. Nhöng vôùi thöïc vaät laïi hoaøn toaøn khaùc, veát thöông cuûa caây coái khoâng nhöõng khoâng bò thoái röõa maø laïi raát nhanh choùng kheùp mieäng. Vaäy nguyeân nhaân do ñaâu? Quan saùt trong thôøi gian daøi, oâng phaùt hieän, sau khi caây bò thöông thöôøng saûn sinh ra raát nhieàu dòch tieát ñaäm ñaëc; coù leõ giöõa veát thöông, caùc chaát dòch tieát ra vaø khaû naêng choáng thoái röõa coù moái quan heä naøo ñoù. Sau haøng loaït thí nghieäm, giaùo sö ñaõ neâu ra moät luaän ñieåm: söï tieát dòch cuûa caây laø moät vuõ khí töï baûo veä sau khi bò thöông. Sau khi caây bò chaët hoaëc bò caùc loaøi coân truøng laøm bò thöông, nhöõng chaát dòch ñöôïc tieát ra ôû mieäng veát thöông trôû thaønh moät loaïi thuoác choáng thoái röõa raát hieäu quaû, noù coù theå kìm haõm söï phaùt trieån cuûa vi khuaån ñeå töï baûo veä mình.

Maicôn – moät nhaø khoa hoïc ngöôøi Myõ qua quan saùt phaùt hieän, loaøi caây ñaøo maø chuùng ta thöôøng gaëp, cöù sau moãi ñoä xuaân veà, chuùng laïi tieát ra raát nhieàu nhöïa ñaøo dinh dính treân thaân caây vaø ñieàu thuù vò hôn laø, trong nhöõng cuïc nhöïa ñoù, ta laïi thöôøng nhìn thaáy xaùc cuûa caùc loaøi saâu haïi vaø caùc loaïi coân truøng nhoû khaùc. OÂng cho raèng, ñoù khoâng phaûi laø hieän töôïng ngaãu nhieân. Vaøo muøa xuaân vaø muøa heø, ñaøo raát deã bò coân truøng phaù hoaïi, maø trong giai ñoaïn naøy caây ñaøo laïi tieát ra caùc chaát dòch vôùi soá löôïng lôùn nhaát. Raát roõ raøng, ñieàu naøy phaûi coù quan heä chaët vôùi vieäc choáng laïi söï xaâm haïi cuûa caùc loaïi coân truøng. Do chaát dòch cuûa caây ñaøo vöøa meàm laïi vöøa dính, ñoùng laïi töøng cuïc ôû beân ngoaøi caønh caây vaø thaân caây, chuùng gioáng nhö raát nhieàu “loâ coát” ñöôïc xaây döïng ñeå phong toûa chaët cheõ con ñöôøng daãn tôùi caùc maàm laù non cuûa caây. Khi coân truøng hoaëc saâu boï nhoû khaùc coù yù ñoà taán coâng maàm caây non thì chæ sô suaát nhoû ñaõ bò nhöõng cuïc nhöïa ñaøo ñoù dính chaët laïi khoâng theå thoaùt ra ñöôïc.

Chaát dòch maø thöïc vaät tieát ra khoâng chæ laø moät thuû ñoaïn raát hieäu quaû choáng laïi vi khuaån vaø coân truøng, maø noù coøn laø vuõ khí quan troïng trong cuoäc ñaáu tranh sinh toàn giöõa chuùng. Coù moät soá loaøi thöïc vaät ngay töø khi moïc maàm ñaõ baét ñaàu söï caïnh tranh sinh toàn roài. Chuùng töï tieát caùc chaát ñoäc ra ñaát xung quanh ñeå ngaên caûn caùc haït gioáng khaùc naûy maàm.

Nhìn chung, ñoäc toá thöïc vaät chuû yeáu coù caùc chaát sau:

- Alkaloid: ñoäc toá chöùa N, nhö trong caây thuoác laù, naám ñoäc.

298

- Glucoside: Saûn phaåm keát hôïp giöõa ñöôøng vaø goác OH. Ví duï nhö chaát ginosit trong caây baïch quaû (ginkgo bibola) vaø trong haït haïnh nhaân ñaéng (prunus armeniaca ansu).

- Saponin: trong maàm xanh khoai taây, moät hôïp chaát phöùc taïp, khi hoøa tan trong nöôùc noåi boït traéng.

- Protein ñoäc: nhö rilin trong haït thaàu daàu.

- Crotein trong haït baõ ñaäu (cron tiglium)

- Caùc chaát ñoäc coù theå chæ phaân boá trong moät vaøi boä phaän hay caû toaøn caây; ngay trong moät boä phaän laïi phaân boá khaùc nhau, coù theå nhieàu trong laù hoaëc reã hay caønh. Ngay ôû reã coù theå nhieàu ôû choùp reã, laù coù theå ôû laù giaø, trong moät laù, coù theå, chæ taäp trung ôû choùp laù. Tuy nhieân, trong hoa thì ít gaëp chaát ñoäc hôn.

6.3.2 Moät soá loaøi thöïc vaät tieát ñoäc toá

• Daây cam thaûo (aburus precatorius)

Hoï Caùnh böôùm (papilonacae), daây leo, caønh nhoû, thaân chöùa nhieàu xô, laù xeáp hình loâng chim; hoa maøu hoàng.

Trong haït chöùa chaát protein ñoäc goïi laø abrin (C12H14N2O2), keùm ñoäc hôn rixin trong haït thaàu daàu vaø abralin (C13H14O7) laø moät chaát daïng tinh theå.

CH–CH2–CH–COOH

N-H

(Abrin) • Kim anh (rosallaevigata mich)

Thuoäc hoï hoa hoàng (rosacae), caây daøi 10m, ñöôøng kính thaân 2cm. Thaân vaø caønh coù gai höôùng phía maët ñaát.

Trong haït chöùa ñoäc chaát glucoside, 17,12% saupunozit coù taùc duïng maïnh leân tuûy soáng, thaàn kinh vaø tim maïch.

• Muø u (calophyllum inophyllum) Moïc hoang, cuõng ñöôïc troàng ôû caùc tænh Quaûng Ninh, Quaûng Bình,

Vónh Long, Bình Döông. Trong voû, voû caây, reã chöùa nhieàu ñoäc chaát xyanhydric vaø saponin.

CH2

299

• Caây cuû ñaäu (cuû saén) Cuû aên toát nhöng laù vaø quaû laïi chöùa chaát ñoäc nguy hieåm. – Teân khoa hoïc: pachryrhizus erosces L, thuoäc hoï caùnh böôùm (papilionaceae). – Moâ taû: daây leo, coù cuû, laù lôùn, quaû deït coù loâng xung quanh, hoa tím nhaït. – Phaân boá: moïc hoang vaø troàng nhieàu ôû nöôùc ta troàng laáy cuû, thích

hôïp vôùi caùc loaïi ñaát. – Thaønh phaàn hoùa hoïc: hoaït chaát taäp trung ôû doø toûi (gaàn cuû) trong

haït, laù. – Loaïi chaát ñoäc: Loaïi alkaloid coù teân rotenon (C23H22O6,),

tephrosin (C23H22O7) vaø pachyrhizon (C20H14O7). Tyû leä rotenon trong haït 0,56 - 1,01%. Laù ñoäc vôùi caùc loaøi nhai laïi nhöng khoâng ñoäc vôùi ngöïa (ñaây laø thöïc teá, chöa ñöôïc giaûi thích).

– Laâm saøng: buoàn noân, choaùng vaùng, teâ toaøn thaân, coù theå cheát. Thöïc teá ñaõ coù ngöôøi aên nhaàm phaàn doø toûi (phaàn cöùng phía treân cuû),

gaây ngoä ñoäc. Laù ñoäc vôùi caù vaø loaøi nhai laïi. Haït ñoäc vôùi saâu vaø caù. Nhieät ñoä noùng chaûy phaân huûy caùc chaát naøy töø 232oC - 240oC. Tyû leä

rotein trong haït 0,56 – 1,01%.

• Caây laù ngoùn (gelsenium gams benth)

Hoï maõ tieàn (loganiaceae), moïc hoang raát nhieàu ôû vuøng nuùi phía Baéc vaø Baéc Trung Boä. Chuùng toâi ñaõ thaáy chuùng ôû vuøng röøng Anh Sôn, Nghóa Ñaøn, Con Cuoâng (Ngheä An).

Vò ñaéng neân daân gian coù caâu: “ñaéng nhö laù ngoân”. Trong caây chöùa chaát gelsemin (C20H22O2N2) coù ñoäc tính raát maïnh, coøn kumin (C22

CH3O

CH3O O

O

CH3 - C = CH2

Rotenon

CH = CH

CH3O

O

O

O CO

H2C

Pachyrrhizon

C C

C

C

300

H22ON2) khoâng ñoäc laém. Ngoaøi ra, noù coøn chöùa moät soá alkaloid khaùc nhö kaumide (C22 H24O5N2), cominin laøm yeáu cô, öùc cheá hoâ haáp. Ñoäc tính ôû laù töôi vaø laù khoâ gioáng nhau.

Theâm vaøo ñoù coøn coù ñoäc chaát semoecvirin vaø sempecvin coù ñoäc tính raát maïnh. Nhieàu hieän töôïng ñi röøng aên nhaàm phaûi chæ vaøi laù ngoùn hay ai ñoù muoán töï töû chæ caàn nhai vaø laù laø caùc cheát ñeán töùc thì...

• Caây sui (antiraris toxicaria cesch)

Moïc hoang nhieàu ôû mieàn nuùi Vieät Nam, Trung Quoác, Malaysia, AÁn Ñoä. Ngöôøi ta thöôøng laáy nhöïa caây taåm teân saên thuù röøng.

Trong nhöïa aáy chöùa chaát ñoäc lucozit laø anfa antiarin vaø beta antiarin, taùc ñoäng maïnh leân tim. Anfa antiarin (C29H42On4H2O) laø chaát boät, phaûn öùng trung tính, tan moät phaàn trong nöôùc (27%), ôû nhieät ñoä 100oC, tan 70% trong röôïu, ôû nhieät ñoä 85oC.

• Thuoác laù (nicotinia tabacumlin) (xem theâm 7.8), caây thuoác laøo (nicotinia rustica) thuoäc hoï caø (solanaceae),

Maëc duø thuoác laù laø moät chaát ñoäc nhöng theá giôùi hieän nay vaãn troàng thuoác laù laø chuû yeáu ñeå huùt, laøm thuoác thöø saâu, laøm thuoác trò beänh. Hoaït chaát chuû yeáu cuûa thuoác laù laø nicotine, haøm löôïng chöùa töø 2%-10%.

Beân caïnh nicotine coøn coù nornicitin, anabasin laø ñoàng phaân nicotin, ngooaøi ra coøn coù nicotenlin, nicotilin, myosmin. Ngöôøi lôùn cheát khi cô theå haáp thuï 15 - 20g nicotine; treû con chæ caàn vaøi gam cuõng cheát bôûi vì noù laøm taêng beänh tim maïch, ung thö... Nhöïa cuûa thuoác laù boâi leân da chuoät gaây ung thö da.

• Caây thuoác phieän (papaver somniferum)

Ñaây thuoäc loaïi ñoäc chaát gaây nghieän gaây aûo giaùc, lieàu cao coù theå gaây ñoät töû. Coù chöùa acid meconic, acid tactric, acid xitric, mocphin, nacotin papaverin… Trong quaû chín chöùa alkaloid, löôïng morphine 0,5%; nacotin = 0,018%, codein = 0,028%.

• Thaàu daàu (ricius communis)

Coøn goïi laø ñu ñuû tía, thuoäc hoï thaàu ñaàu (euphordiaceae). Thaønh phaàn cuûa thaàu daàu coù caùc glyceride chung nhö: stearin, panmitin, rixinolein, acid rixinoleic (laø moät acid coù coâng thöùc CH3-(CH2)5-CH-CH2-CH-(CH2)2-COOH). Acid naøy thuûy phaân maïnh. Chaát rixin tæ leä 3 -5 %

301

trong haït laø moät protein ñoäc. Coù theå chieát xuaát rixin baèng caùch ngaâm nöôùc muoái roài cho keát tuûa baèng amonsunphat; rixin khoâng tan trong daàu.

Theo Vallete vaø Salvanet (1936), taùc duïng taåy cuûa thaàu daàu laø do acid rixinoleic ñöôïc giaûi phoùng trong ruoät non. Chaát rixin raát ñoäc, lieàu töø 0,002mg seõ gaây ra cheát thoû naëng 1kg. Rixin bò nhieät ñoä cao huûy ôû 115oC trong voøng 1,5h. Tính ñoäc: 3 gram khoâ daàu gieát cheát con boø naëng 100kg; chæ tieâm 0,03 mg vaøo choù, noù cheát ngay.

• Caø ñoäc döôïc (datura melel)

Chaát ñoäc chuû yeáu trong caây naøy laø alkaloid. Tyû leä alkaloid thay ñoåi tuøy theo boä phaän vaø thôøi kyø sinh tröôûng cuûa caây, trong laù chöùa 0,1 - 0,5%, reã chöùa 0,6 - 0,7%, haït töø 0,1 - 0,5%, quaû chöùa 0,12%, hoa töø 0,25% - 0,6%. Laù, hoa, haït, reã coù chaát hyoxin hay scopolamin (C17H21NO4), ngoaøi ra coøn coù hyoxyamin vaø atropin (C17H21NO3).

Atropin laøm cô voøng ôû maét daõn ra, gaây daõn ñoàng töû, nhaõn caàu deïp laïi, aùp löïc maét taêng leân, laøm cho quaù trình tieát nöôùc boït, moà hoâi, dòch vò, dòch ruoät döøng laïi. Lieàu ñoäc atropin taùc ñoäng leân naõo laøm say, ñieân, hoâ haáp taêng, soát, teâ lieät ... Trong hoa caø coù chaát gaây meâ scopolamin coù hoaït tính sinh lyù cao taùc ñoäng leân thaàn kinh con ngöôøi. Ñaàu daây thaàn kinh bò chaát scopolamin chieám giöõ, laøm cho hoaït ñoäng daãn truyeàn beà maët bò öùc cheá.

HC - CH - CH2 O CH2OH HC - CH - CH2

O NCH3 CH - O - C - C - NCH3 CH - O - C - C –

HC - CH CH2 H H2C - CH - CH2

Hyoxin Atropin

• Moät soá thöïc vaät tieát dòch ñoäc

Moät soá loaïi caây aên saâu boï (caây naép aám) coù laù bò bieán daïng chöùa dòch tieát ñeå baét moài, coù khoaûng 4 hoï, 400 loaøi caây aên saâu boï. Ngoaøi ra, coøn coù moät soá caây nhö ngaõi (artemisia nulgaris) vaø xöông boà (acorus gramineus) ñöôïc ngöôøi ta ngaâm nöôùc laøm thuoác tröø saâu, dieät nheän, saâu cuoán laù ...

302

Trong haït baïch quaû vaø haït nhaân coù chöùa ginnosit khi hoøa vaøo nöôùc taïo ra acid cyanhydric (HCN) raát ñoäc. ÔÛ cuû khoai taây, khi voû chuyeån sang maøu xanh, thöôøng taäp trung ôû maàm choài ñoäc toá beladonin gaây ngoä ñoäc, noân möûa, ñi tieâu. Trong hoa cuùc tröø saâu coù chaát este taäp trung nhieàu ôû baàu nhuïy hoa, chaát pyrethroid laø chaát ñoäc thaàn kinh.

• Caây akee (blighia sapida)

Nhöõng traùi non chöa chín vaø laù non cuûa caây akee nhieät ñôùi (blighia sapida) raát ñoäc. Taïi Cuba vaø Jamaica coù hôn 50 tröôøng hôïp bò nhieãm ñoäc (moät vaøi ngöôøi cheát) xaûy ra haøng naêm. Khoaûng 85% tröôøng hôïp nhieãm ñoäc naøy laø treû em. Moät traùi caây chöa chín coù theå chöùa ñöïng moät löôïng ñoäc gaây cheát ngöôøi, maø chaát ñoäc naøy coù theå hoøa tan trong nöôùc soâi.

Nhöõng aûnh höôûng cuûa ñoäc toá töø caây akee vaãn chöa ñöôïc nghieân cöùu saâu. Beänh lyù tìm thaáy trong naõo laø söï xung huyeát vaø xuaát huyeát trong khoâng gian maøng phuï vaø nhu moâ. Phoåi bò taéc ngheõn vaø baøi tieát huyeát traéng. Gan vaø thaän thoaùi hoùa, tröông leân; tim vaø naõo cuõng bò thoaùi hoùa, nhoû ñi.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc

Bieåu hieän chính nhieãm ñoäc laø noân möûa, maùu huyeát khoâng löu thoâng.

Khi aên vaøo: buoàn noân, noân möûa, thöôøng xuyeân khoù chòu ôû buïng baét ñaàu töø 2 giôø sau khi aên. Beänh nhaân coù theå khoûi sau 2 - 6 giôø. Söï noân möûa coù theå taùi xuaát hieän, sau ñoù laø co giaät, hoân meâ, giaûm thaân nhieät vaø aùp suaát trong maùu. Trong tröôøng hôïp töû vong, caùi cheát xaûy ra sau 24 giôø sau khi aên traùi caây vaøo buïng.

Phoøng choáng

Chæ neân haùi nhöõng traùi caây chín. Nhöõng traùi non neân ñoát chaùy ñeå traùnh tröôøng hôïp treû em nhaët aên. Voû traùi vaø haït ñeàu chöùa ñoäc chaát.

Neáu traùi caây ñöôïc naáu, nöôùc sau khi naáu phaûi ñöôïc thaûi boû vaø khoâng duøng cho muïc ñích naáu aên khaùc.

• Caây thaàu daàu (ricinus communis) vaø haït xaâu chuoãi jequirity (abrus precatorius)

Caây thaàu daàu ñöôïc troàng vì muïc ñích thöông maïi vaø duøng laøm trang söùc. Baõ nghieàn dö sau khi eùp daàu thaàu daàu coù theå gaây phaûn öùng aûo giaùc hay gaây ñoäc tính.

303

Caây jequirity (haït hoa hoàng, chuoãi haït) ñöôïc troàng vôùi muïc ñích laøm vaät trang söùc ñeo ôû vuøng khí haäu nhieät ñôùi. Haït naøy daøi 6mm maøu cam saùng coù moät ñaàu ñen. Ngöôøi ta söû duïng caùc chuoãi haït naøy ñeå trang hoaøng cho caùc boä y phuïc.

Khi aên vaøo buïng, chæ moät haït thaàu daàu hay jequirity cuõng ñuû gaây nhieãm ñoäc, roài töû vong, nhaát laø khi haït naøy ñöôïc nhai kyõ. Neáu nuoát chöûng haït naøy, ñoäc tính khoâng gioáng nhö treân vì voû haït coù tính haáp thuï.

Rici, moät ñoäc chaát albumin coù trong haït thaàu daàu, vaø abrin, moät albumin ñôn giaûn coù trong haït xaâu chuoãi (jequirity), laø nguyeân nhaân gaây dính keát vaø xuaát huyeát teá baøo maùu ñoû tôùi noàng ñoä pha loaõng raát lôùn (1:1.000.000). Noù cuõng gaây chaán thöông ñeán caùc teá baøo khaùc vaø gaây baát oån ñònh nhieät.

Beänh lyù tìm thaáy trong tröôøng hôïp töû vong do haït thaàu daàu hay jequirity bao goàm chöùng xuaát huyeát, gaây phuø thuõng ñöôøng ruoät, xuaát huyeát, thoaùi hoaù thaän.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc

Bieåu hieän chính ngoä ñoäc laø noân möûa, tieâu chaûy, maùu huyeát khoâng löu thoâng.

- Nhieãm ñoäc caáp tính

Khi aên vaøo: sau 2 giôø ñeán nhieàu ngaøy, raùt ôû mieäng, buoàn noân vaø noân möûa, tieâu chaûy, ñau buïng ueå oaûi, maát phöông höôùng, xanh xao, maïch keùm löu thoâng, xuaát huyeát maøng löôùi, beänh veà maùu, co giaät, caùi cheát xaûy ra sau 12 ngaøy, do chöùng taêng ureâ huyeát. Chaát noân möûa ra vaø phaân coù theå chöùa maùu.

- Nhieãm ñoäc maõn tính

Khi hít phaûi buïi baû haït thaàu daàu, gaây vieâm da, vieâm muõi, coå vaø maét.

Phoøng choáng

Treû em khoâng ñöôïc tieáp caän vôùi haït thaàu daàu hay haït jequirity. Buïi töø quaù trình eùp haït thaàu daàu phaûi ñöôïc thu gom vaø xöû lyù thích ñaùng.

Ñieàu trò

Loaïi boû thöùc aên trong daï daøy baèng caùch suùc daï daøy hay gaây noân. Phöông phaùp taåy nheï cuõng coù theå söû duïng, duy trì söï truyeàn maùu.

304

• Haït fava (vicia faba) Haït fava hay haït ngöïa, ñöôïc troàng vôùi muïc ñích thöông maïi, söû

duïng laøm thuoác. Coù nhieàu phaûn öùng xaûy ra kòch lieät sau khi aên haït fava hay ngöûi

phaán hoa ñang moïc. Haït fava gaây dính keát vaø xuaát huyeát ôû nhöõng ngöôøi maø thieáu huït

enzym glucose -6-phosphate dehydrogenase. Beänh lyù laø xuaát huyeát vaø keát tuï hemoglobin trong thaän.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc Bieåu hieän chính nhieãm ñoäc laø vaøng da. Khi aên haït hay hít phaán hoa: soát, khoù chòu, vaøng da, xanh xao, buoàn

böïc sau khi aên 1-2 ngaøy hay sau khi hít phaán 1-8 giôø. Phoøng choáng: khoâng neân duøng haït fava laøm thöùc aên cho treû döôùi 1 tuoåi. • Caây ñoäc caàn (parsley) Nhöõng loaøi thöïc vaät ñoäc cuûa doøng hoï rau muøi taây (parsley) bao

goàm caây ñoäc caàn (hemlock - conium maculatum), caây ñoäc caàn nöôùc (water hemlock) (cicuta maculata vaø caùc loaïi cicuta khaùc) vaø rau muøi choù (dog parsley – aethusa cynapium).

Cicuta chöùa cicutoxin - laø chaát kính thích heä thaàn kinh trung öông gioáng nhö pricotoxin.

Cicuta maculatum vaø aethusa cynapium gaây teâ lieät cô. Beänh lyù cuûa ñoäc chaát cicuta töông töï nhö cuûa picrotoxin gaây vieâm

ñöôøng ruoät vôùi söï xung huyeát ôû buïng. Trieäu chöùng ngoä ñoäc Bieåu hieän chính cuûa nhieãm ñoäc cuûa caây ñoäc caàn laø chöùng co giaät vaø

roái loaïn hoâ haáp. Khi aên vaøo : – Cicuta (ví duï nhö caây ñoäc caàn nöôùc) gaây ñau buïng, buoàn noân vaø

noân möûa, ñoå moà hoâi, tieâu chaûy, co giaät, xanh tím, roái loaïn hoâ haáp vaø ngöøng nhòp tim.

– Conium (caây ñoäc caàn) vaø aethusa (dog parsley) gaây buoàn noân vaø noân möûa, chaûy nöôùc daõi, soát vaø cô baép töø töø yeáu daàn, sau ñoù, xuaát huyeát keøm theo roái loaïn hoâ haáp.

305

Phoøng choáng: khoâng ñöôïc aên nhöõng loaïi traùi caây daïi chöa ñöôïc xaùc ñònh tung tích.

• Caây sôn ñoäc (poison evy), soài ñoäc (rhus radicans) vaø caây muoái ñoäc (poison sumac).

Ñoù laø nhöõng caây coù raát nhieàu ôû vuøng röøng nhieät ñôùi phía Baéc nöôùc ta vaø moät soá nöôùc oân ñôùi.

Töû vong raát hieám thaáy nhöng khoaûng 50% tröôøng hôïp do loaøi rhus gaây ra beänh vieâm da döõ doäi vaø hôn 10% bò baát löïc taïm thôøi.

Khi tieáp xuùc vôùi caây soài ñoäc nhieàu laàn seõ laøm gia taêng caùc taùc nhaân nguy hieåm. Neáu ñöùng laâu ngoaøi naéng, seõ bò kích thích thaän. Nhöõng ca töû vong do caây sôn ñoäc cho thaáy khaû naêng gaây nguy hieåm ñeán thaän vaø cô tim.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: thöôøng laø noåi muïn nöôùc.

Nhieãm ñoäc caáp tính: do tieáp xuùc, aên vaøo buïng hay hít khoùi ñoát caây.

– AÛnh höôûng cuïc boä - xaûy ra baét ñaàu töø 12 giôø ñeán 7 ngaøy sau khi tieáp xuùc bao goàm: ngöùa, söng leân, noåi saàn, noåi muïn nöôùc, ræ nöôùc ra vaø ñoùng maøy (vaåy) laïi.

Chính ngöôøi vieát saùch naøy cuøng caùc baïn thôøi phoå thoâng ñi kieám cuûi trong röøng, ñaõ voâ yù chaët phaûi caây sôn coøn töôi. Sau moät ngaøy coù moät baïn (trong 3 ngöôøi) bò nhöïa caây sôn vaø hôi ñoäc caây sôn taán coâng, ñaõ söng vuø toaøn thaân, nhaát laø maët, ñeán noãi khoâng aên noåi côm. Sau 7 ngaøy môùi khoûi beänh.

– AÛnh höôûng chung - bao goàm nhöõng trieäu chöùng nhö ngöùa haàu, thanh quaûn, ngöôøi yeáu daàn, khoù chòu vaø phaùt soát.

Nhieãm ñoäc maõn tính: neáu phôi naéng thöôøng xuyeân seõ laøm caùc trieäu chöùng theâm nghieâm troïng.

Phoøng choáng: daïy treû em phaùt hieän vaø traùnh nhöõng caây noùi treân.

Maëc quaàn aùo daøy, ñeo gaêng tay khi tieáp xuùc. Söû duïng silicon daïng kem ñeå baûo veä. Khoâng chaïm vaøo suùc vaät ñaõ tieáp xuùc vôùi loaïi caây ñoù. Khi tieáp xuùc vôùi chuùng phaûi röûa saïch da ngay laäp töùc baèng xaø phoøng vaø nöôùc.

Ñieàu trò

Phaûi ñöôïc thöïc hieän ngay trong voøng 1 phuùt. Loaïi boû chaát ñoäc treân da baèng caùch röûa baèng xaø phoøng coù ñoä taåy maïnh vôùi nöôùc. Loaïi chaát ñoäc trong bao töû baèng caùch gaây noân.

306

• Caây trò ñieân giaû (veratrum vaø zygadenus) Coøn goïi laø caây leâ lö (veratrum alba, veratrum viride hay veratrum

californicum) phaân boá roäng raõi ôû vuøng oân ñôùi phía Baéc nöôùc Myõ.

Moät soá caùc baùo caùo gaàn ñaây cho bieát, ñaõ coù moät soá tröôøng hôïp bò nhieãm ñoäc; tuy nhieân, raát hieám coù caùc ca töû vong. Haøm löôïng gaây töû vong cuûa caây töôi coù theå chæ 1g.

Veratrum vaø zygadenus chöùa caùc hôïp chaát nitô laøm chaäm nhòp tim vaø giaûm aùp suaát maùu. Haøm löôïng lôùn hôn seõ taêng aùp suaát maùu baèng taùc ñoäng tröïc tieáp leân quaù trình chuyeån vaän maïch trung taâm ôû naõo.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: bieåu hieän chính laø noân möûa vaø haï aùp suaát maùu.

Nhieãm ñoäc caáp tính (khi aên vaøo buïng):

Buoàn noân, noân möûa gay gaét, tieâu chaûy, yeáu cô, loaïn thò, haï nhòp tim (xuoáng coøn 30 hay thaáp hôn), vaø giaûm aùp suaát maùu (taâm thu 50mm Hg hay ít hôn). Vôùi löôïng nhieàu quaù, aùp suaát maùu seõ taêng leân ñeán 200mm Hg hay cao hôn ñoàng thôøi vôùi taêng nhòp tim.

Nhieãm ñoäc maõn tính: aêên nhieàu laàn vôùi löôïng nhoû coù theå gaây kích öùng laøm haï aùp suaát maùu nhöng seõ khoâng laøm taêng aùp suaát maùu.

Phoøng choáng: traùnh cho treû em khoâng aên caùc loaïi caây laï noùi treân.

Ñieàu trò: loaïi chaát ñoäc trong bao töû baèng caùch gaây noân.

• Caây hoï chaân beâ Goàm dieffenbachia, caladium, alocasia, colocasia, philodendron,

arisaema triphyllum.

Ñoäc chaát trong caùc boä phaän cuûa caây. Ñoäc tính gaây bôûi caùc oxalate vaø caùc ñoäc chaát khaùc.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: chuùng kích thích maøng nhaày, laøm buoàn noân vaø oùi möûa, tieâu chaûy, chaûy daõi.

Caùc chaát laøm dòu: söõa, daàu, nöôùc maùt.

• Caây mao ñòa hoaøng Taát caû moïi thaønh phaàn cuûa caây ñeàu coù cuøng ñoäc chaát laø digitalis.

Digitalis laøm taêng löïc ñaäp cuûa tim; quaù lieàu laøm taêng söï kích thích taâm thaát, keát quaû laø ngoaïi taâm thu. Digitalis coøn kích thích heä thoáng thaàn kinh trung öông. Vieäc maát kali do noân, tieâu chaûy caøng laøm taêng ñoäc tính.

307

Lieàu löôïng leân ñeán 3 - 5mg seõ gaây nguy hieåm.

Chaát naøy ñöôïc söû duïng ñeå ñieàu cheá thuoác chöõa beänh tim. Vôùi lieàu löôïng thuoác khoaûng 2 - 3 giôø coù taùc duïng kích thích tim. Lieàu gaây cheát gaáp 20 - 50 laàn lieàu söû duïng. Thöû nghieäm treân loaøi gaëm nhaám thì tyû leä gaây cheát tính theo tyû leä khoái löôïng laø 0,7 mg/kg.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc

Phoå bieán nhaát laø noân möûa, nhòp tim khoâng ñeàu ñaën.

Nhieãm ñoäc caáp tính: (do vieäc tieâm chích, aên uoáng)

Ñau ñaàu, noân möûa, môø maét, maát thò löïc nghieâm troïng, maïch ñaäp chaäm hoaëc khoâng bình thöôøng, huyeát aùp giaûm, muø maét vaø cheát. Beänh nhaân lôùn tuoåi coù trieäu chöùng taâm thaàn kyø laï. Treû em thì suy suïp nghieâm troïng heä thoáng thaàn kinh trung öông.

• Caây truùc ñaøo (nerium olaender) Hoï truùc ñaøo (apocynaceae), ñöôïc troàng nhieàu ôû vuøng Ñòa Trung Haûi.

Ñoäc chaát oleandrin trong taát caû caùc boä phaän cuûa caây. Trieäu chöùng ngoä ñoäc nhö vôùi digitalis.

Caây truùc ñaøo vaøng (thevetia species): ñoäc chaát digtalis cuõng coù trong toaøn boä caây, ñaëc bieät laø voû thaân caây.

• Caây döùa

Voû döùa coù chöùa moät loaïi naám ñoäc candida tropicalis, baùm vaøo choã loõm cuûa voû, maét thöôøng khoâng nhìn thaáy. Neáu quaû döùa bò daäp naùt, thoái, naám ñoäc seõ thaâm nhaäp vaøo thaân quaû döùa gaây haïi cho ngöôøi aên. Maët khaùc, khi goït döùa ñeå soùt maét döùa, aên seõ bò dò öùng goïi laø “say döùa”. Ñoù laø do chaát oxalat ñaõ phaân huûy teá baøo raát nhanh.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc

AÊn khi buïng ñoùi raát deã bò ngoä ñoäc. Töø 30 phuùt ñeán 1 giôø, vaät vaõ, khoù chòu (nhaát laø treû em), da noåi nhöõng cuïc maån ngöùa, ñau buïng, tieâu chaûy, maïch nhanh, huyeát aùp haï, khoù thôû, phoåi ran.

Ñieàu trò

- Choáng dò öùng : uoáng hoaëc tieâm natrihyposulfit.

- Trôï tim maïch : tieâm long naõo 0,2g, ngaøy 1 - 2 laàn.

308

Phoøng ngöøa : chæ cho treû aên döùa töôi, caét heát maét döùa, aên khi buïng no, sau böõa aên tröa.

• Haït cau Chöùa ñoäc chaát arecoline

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: noân möûa, tieâu chaûy, khoù thôû, thò löïc keùm, co giaät. Nhöõng ngöôøi nhai quaû cau töôi ban ñaàu thaáy hay hay nhöng nhai nhieàu, nuoát nöôùc seõ deã bò say. Ngöôøi aên traàu laàn ñaàu cuõng deã say nheï.

• Caây ñaïi hoaøng

Laø loaïi caây coù cuoáng laù ñoû vaø ñöôïc söû duïng nhö laø moät loaïi traùi caây. Phaàn laù coù chöùa acid oxalic.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: noân möûa, tieâu chaûy, ñau kinh khuûng, giaûm söï hình thaønh ure, xuaát huyeát.

• Anh ñaøo (loaïi prunus) Haït vaø quaû coù chöùa amygdalin (C6H5.CHCO.CHO)

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: traïng thaùi söõng sôø, teâ lieät daây aâm thanh, co giaät vaø hoân meâ neáu nhai haït.

• Caây xoaøi (mangifera indical) Voû quaû xoaøi vaø nhöïa caây coù chöùa ñoäc chaát seõ laøm maát tinh thaàn, noân

möûa, tieâu chaûy. Vì theá, khoâng neân aên voû vaø traùnh tieáp xuùc vôùi nhöïa caây.

• Caây thuûy tuøng (taxus) Coù chöùa taxine trong goã, voû, laù vaø haït.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: buoàn noân, möûa, tieâu chaûy, ñau buïng, khoù tieâu, daõn ñoàng töû, cô theå co giaät, kích ñoäng, hoân meâ.

• Caây tuù caàu (hydrangea)

Ñoäc chaát coù leõ laø moät loaïi cyanogenic chöùa trong toaøn boä caây.

• Caây saén (khoai mì)

Haøm löôïng cyanide coù trong voû, ñaëc bieät laø trong caùc choùp cuû, nhaát laø nhöõng vuøng cuû bò toån thöông do reã tranh aên luoàn vaøo hay khi chaêm boùn ñuïng phaûi, caây seõ tieát ra raát nhieàu HCN ñeå töï veä. Xung quanh veát thöông seõ hình thaønh moät lôùp “baàn” chöùa ñaày HCN. Vì vaäy, khi aên khoai mì, traùnh ngoä ñoäc phaûi luoäc nhieàu nöôùc, ñun kyõ, môû vung ñeå cho HCN bay

309

hôi. Khoâng ñöôïc aên voû, hai choùp cuû, nhaát laø nôi cuû bò toån thöông. Laù saén cuõng chöùa nhieàu chaát ñoäc HCN. Coù ngöôøi laáy laù luoäc aên ñaõ bò ngoä ñoäc.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: traïng thaùi söõng sôø, teâ lieät daây thaàn kinh aâm thanh, co giaät vaø hoân meâ.

• Caây canhkina (cinchona) Trong voû caây canhkina coù chöùa moät loaïi alkaloid, goïi laø quinidine.

Quinidine ñöôïc söû duïng ñeå ñieàu trò beänh tim. Lieàu löôïng thaáp hôn 0,2g ñaõ coù theå gaây cheát ngöôøi. Tæ leä cheát do duøng chaát quinidine trong thuoác trôï tim laø 1%.

Quinidine laøm giaûm hoaït ñoäng trao ñoåi chaát cuûa taát caû caùc teá baøo, laøm aûnh höôûng ñeán tim. Coù nhieàu tröôøng hôïp gaây xuaát huyeát khaép cô theå nhö laø keát quaû cuûa söï ngheõn maïch.

• Haønh bieån ñoû Ñaây laø loaïi caây coù ôû Ñòa Trung Haûi, coù vò haêng maïnh. Taùc nhaân ñoäc laø

hoãn hôïp caùc glucosite - cylaren, cyline, cynistrine vaø moät soá chaát khaùc.

Cheá phaåm töø caùc loaïi haønh naøy gaây ñoäc cho hoaït ñoäng cuûa tim vôùi lieàu löôïng nhoû (khoaûng 500 mg/1kg chuoät coáng).

• Caây thuoác phieän Mexico (argemone mexicana) Ñoäc toá laø caùc alkaloid chöùa trong laù vaø haït.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: noân, möûa, hoân meâ vaø aûnh höôûng ñeán thò löïc.

• Caây "tim ræ maùu" (dicentra species) Moïi boä phaän cuûa caây ñeàu coù chöùa caùc alkaloid.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: maát ñieàu hoøa, hoâ haáp giaûm, co giaät.

• Ñaäu lupin (lupinus) Caùc boä phaän cuûa caây, ñaëc bieät trong quaû, coù chöùa lupinine vaø moät

soá alkaloid lieân quan.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: teâ lieät, maïch yeáu, thôû khoù vaø co giaät.

• Caây nhuïc ñaäu khaáu (myristica fragrans)

Ñoäc chaát myristicin coù trong haït cuûa caây

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: bò aûo giaùc, meâ saûng vaø chöùng co giaät.

310

• Caây caffeine Ñoäc toá aminophilline coù trong haït caffeine. Haøm löôïng aminophilline

(theophylline ethylenediamine) gaây cheát ngöôøi laø 183 - 250 mg/kg.

Tieâm aminophilline vaøo ngöôøi deã bò xuùc caûm laäp töùc seõ gaây vôõ maïch maùu vaø cheát. Tieâm nhanh aminophilline vaøo tónh maïch seõ gaây öùc cheá tim.

Caffeine coù theå duøng ñeå chöõa caùc beänh hen, beänh tim vaø duøng nhö thuoác lôïi tieåu.

• Caây nguyeät queá (kalmia species) vaø caây ñoã quyeân (rhododendron)

Coù ñoäc chaát andromedotoxin trong taát caû caùc boä phaän cuûa caây.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: chaûy nöôùc daõi, nöôùc maét, chaûy nöôùc muõi, noân, co giaät, maïch chaäm, huyeát aùp thaáp, teâ lieät.

• Sambucus species vaø rhodotypos scandens

Sambucus species coù chöùa cyanogenic glycoside trong laù, maàm, voû vaø reã caây vaø rhodotypos scandens coù trong haït.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: hoa maét, nhöùc ñaàu, buoàn noân, noân möûa, thôû gaáp, tim vaø maïch ñaäp maïnh, co giaät.

• Chaát ñoäc solanine

Ñaây laø moät loaïi ñoäc chaát coù chöùa trong caùc loaïi caây sau :

– Blue nightshade (solaum dulcamara): laø loaïi caây coù quaû moïng. Ñoäc chaát solanine chöùa trong quaû vaø laù.

– Solaum nigrum: cuõng gioáng nhö solaum dulcamera, chöùa salanine trong laù vaø quaû chöa chín.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: ñau buïng, noân, tieâu chaûy, suy suïp thaàn kinh vaø hoâ haáp, maïch ñaäp nhanh hoaëc chaäm, kích ñoäng.

• Caây xoan (teân goïi khaùc: caây saàu ñaâu, saàu ñoâng)

– Teân khoa hoïc: melia ezadarach, thuoäc hoï meliaceae.

– Moâ taû: caây tröôûng thaønh cao 20 - 30m, thaân thaúng, laù nhoû coù vò ñaéng, hoa maøu tím.

– Phaân boá: moïc hoang vaø troàng nhieàu nôi ôû nöôùc ta, thích hôïp vôùi caùc loaïi ñaát. Ngöôøi mieàn Baéc troàng nhieàu trong vöôøn ñeå laáy goã laøm nhaø.

311

– Thaønh phaàn hoùa hoïc: hoaït chaát chuû yeáu trong caây xoan laø loaïi alkaloid coù vò ñaéng, taäp trung ôû voû, laù, reã, quaû; coù coâng thöùc: C30H38O11 vaø C9H8O4, raát nhaïy caûm vôùi giun.

– Laâm saøng: boàn noân, choaùng vaùng, khoâng muoán aên, maët ñoû böøng, yeáu meät, teâ toaøn thaân.

– Lieàu ñoäc: LD50 ñoái vôùi chuoät, sau 40phuùt = 1,491gr, sau 24 giôø = 1,356gr, sau 48 giôø = 1,277gr.

– Thöïc teá nhieàu ao caù ngaâm xoan caây (laøm nhaø) laøm caù cheát haøng loaït. Ngöôøi ta coù theå duøng khoùi khi ñoát laù xoan töôi ñeå hun muoãi hoaëc laáy nöôùc giaõ töø laù xoan dieät saâu haïi luùa.

• Caây toûi ñoäc – Teân khoa hoïc: colchicum autumnale thuoäc hoï haønh toûi (liliacese)

– Moâ taû: laø loaïi coû soáng laâu naêm gaàn gioáng vôùi toûi nhaø.

– Phaân boá: moïc hoang vaø troàng nhieàu nôi ôû xöù laïnh, Vieät Nam chöa coù.

– Thaønh phaàn hoùa hoïc: hoaït chaát chuû yeáu laø loaïi alcaloid coù teân conchixin, taäp trung ôû haït vaø cuû, coù caáu taïo phöùc taïp.

– Trieäu chöùng: bieåu hieän teâ lieät, ñeå laâu coù hieän töôïng teo cô. Noù ngaên caûn söï phaân chia cuûa teá baøo.

– Lieàu ñoäc: lieàu cheát trung bình 0,03 mg/1kg theå troïng.

6.4. ÑOÄC TOÁ DO NAÁM MOÁC TIEÁT RA Naám moác laø moät töø gheùp ñeå chæ naám noùi chung. Naám moác ñoäc laø

nhöõng loaïi naám moác baûn thaân noù mang ñoäc tính do tích luõy hay do bieán döôõng cô theå.

Ñoäc chaát sinh ra töø naám laø micotoxin coù trong thöùc aên cuûa con ngöôøi vaø suùc vaät. Ngoaøi ra trong naám coøn chöùa: alkaloid, tricotexin, alkatoxin. Coù hai loaïi naám gaây ñoäc nhaát laø: amanita muscaria vaø amanita palloides.

Naám amanita: coøn coù teân laø naám baét moài, taùn maøu vaøng thaãm hoaëc ñoû töôi, ôû ñænh coù chaám traéng hay vaøng raát ñeïp. Naám naøy chöùa chaát muscarin raát ñoäc, lieàu gaây cheát ôû ngöôøi laø 50mg, ngoä ñoäc thöôøng xaûy ra vaøi phuùt tôùi vaøi giôø sau khi aên.

312

Naám amanita palloides: thöôøng thaáy ôû loaïi naám maøu naâu ñuïc, raát thöôøng gaëp vaø ngoä ñoäc xaûy ra sau moät thôøi gian 5 - 15giôø baèng caùc hoäi chöùng: vieâm daï daøy, ruoät raát ñau ñôùn, maát theå dòch keøm theo caùc bieåu hieän cuûa caùc thöông toån noäi taïng, gluco huyeát giaûm thaáp.

Naám aspergillus flavus vaø parasiticus laø nhöõng naám ñoäc gaây ñoäc toá ung thö nhö : aflatoxins. Daïng naám moác naøy phaùt trieån ôû nhieät ñoä 7,5 – 40oC, khi phaùt trieån 3 ngaøy chuùng coù theå phaùt taùn nhanh ñoäc toá baøo töû ôû khaép nôi trong gaïo, ñaäu phoäng, baép, luùa mì, thöùc aên gia suùc... Trong vaùng sôïi naám hoaëc ôû phía ngoaøi caùc saûn phaåm trao ñoåi chaát khaùc nhau cuûa sôïi naám, chöùa caùc chaát: acid oxilic, acid xitric. Caùc chaát ñoäc haïi ñoái vôùi caùc vi sinh vaät khaùc, caùc chaát khaùng sinh... Khi bò naám moác taán coâng, maàm haït gioáng deã bò hö do ñoäc toá naám gaây ra. Ngoaøi ra, naám moác coøn phaân huûy taïo ra caùc protein laï, gaây dò öùng...

Naám ñoäc coù theå moïc ôû baát cöù nôi naøo, ngay caû ôû nhöõng choã coù naám khoâng ñoäc. Nhöõng loaïi nguy hieåm nhaát laø: amanita phalloides, amanita verna, amanita visora, amanita esculenta vaø loaïi gelerina.

AÊn phaûi chæ moät phaàn cuûa caây naám ñoäc cuõng coù theå gaây töû vong. Coù hôn 100 tröôøng hôïp bò töû vong moãi naêm do aên phaûi naám ñoäc.

Naám amanita muscaria chöùa atropine alkaloid vaø moät soá chaát khaùc coù theå gaây meâ, co giaät vaø gaây aûo giaùc. Moät soá loaïi naám coù chöùa alkaloid muscarine gaây aûnh höôûng nhö kích thích ñoàng giao caûm treân da vaø maïch. Nhieãm ñoäc maõn tính thöôøng khoâng xaûy ra.

Naám amanita phalloides chöùa polypeptides amanitin bieán ñoåi thaân nhieät vaø phalloidin gaây nguy hieåm ñeán teá baøo vaø cô theå. Gan, thaän, naõo boä vaø tim ñeàu bò aûnh höôûng. Nhöõng loaïi naám khaùc nhö loaïi naám amanita cuõng nhö gelerina coù theå gaây nhieãm ñoäc nheï. Ñoäc chaát chuû yeáu gaây aûnh höôûng ñeán moâ teá baøo ngöôøi vaø ñoäng vaät.

Beänh lyù daãn ñeán töû vong do naám ñoäc laø thoaùi môõ ôû gan, thaän, tim vaø gaân.

Trieäu chöùng ngoä ñoäc: bieåu hieän chính cuûa nhieãm ñoäc laø noân möûa, khoù thôû vaø gaây vaøng da.

Trieäu chöùng khi aên vaøo:

- Amanitin (amatoxin) (amanita phalloides, amanita verna, amanita visora, amanita esculenta vaø loaïi gelerina) - sau khi ngaám vaøo trong 6 - 24 giôø,

313

gaây buoàn noân döõ doäi vaø noân möûa ra maùu vaø phaân, ñau ñôùn yeáu daàn; gaây to gan, vaøng da, yeáu phoåi, ñau ñaàu, laõng trí vaø suy nhöôïc; coù daáu hieäu chaán thöông naõo, hoân meâ hay teâ lieät. Tyû leä töû vong khoaûng 50%.

- Naám gyromitrin (monomethylhydrazine) (gyromitra vaø helvella) - gaây noân möûa, teâ lieät, hoân meâ, xuaát huyeát. Tyû leä töû vong khoaûng 15 - 40%.

- Naám muscarine (inocybe vaø clitocybe)- noân möûa, teo tim, giaûm huyeát aùp, chaûy nöôùc daõi, co thaét con ngöôi, co thaét cuoáng phoåi, chaûy nöôùc maét. Söï loaïn nhòp tim coù theå xaûy ra. Tyû leä töû vong khoaûng 5%.

- Naám antichonilergic (amanita muscaria, amanita pantherina, amanita cokeri, amanita crenulata vaø loaïi amanita solitaria). Tröôøng hôïp naøy gaây raát nhieàu trieäu chöùng khaùc nhau sau khi aên vaøo buïng 1-2 giôø; bao goàm: ñoäng kinh, meâ saûng, chaûy nöôùc daõi, thôû khoø kheø, noân möûa, tieâu chaûy, chaäm nhòp tim, môû roäng hay thu heïp con ngöôi, rung cô. Caùc tröôøng hôïp töû vong thöôøng hieám xaûy ra.

- Loaïi kích thích ñöôøng ruoät (boletus, cantharellus, clitocybe, clorophyllum, hebeloma, lactarius, lepiota, naematoloma, rhodophylus, russula vaø tricholoma) gaây buoàn noân, noân möûa, tieâu chaûy, loaïn nhòp tim vaø gaây khoù chòu keùo daøi ñeán 1 tuaàn. Caùc tröôøng hôïp töû vong ít khi xaûy ra.

- Naám disulfiram (coprinus)- gaây noân möûa, tieâu chaûy, loaïn nhòp tim vaø taêng noàng ñoä coàn trong nhieàu ngaøy. Caùc tröôøng hôïp töû vong hieám khi xaûy ra.

- Loaïi gaây aûo giaùc (psilicybe vaø panaeolus) daõn ñoàng töû, maát ñieàu hoøa, yeáu daàn, maát phöông höôùng, ñau buïng, soát, co giaät. Caùc tröôøng hôïp töû vong hieám khi xaûy ra.

- Phoøng choáng: haàu heát caùc loaïi naám daïi thöôøng raát nguy hieåm neân caùch toát nhaát laø traùnh duøng. Nhöõng ngöôøi coù kinh nghieäm môùi neân ñi haùi naám röøng, neáu khoâng deã bò nhaàm. Tröôøng hôïp gaàn ñaây ôû Hoøa Bình Yeân Baùi vaø ÑaécLaêk ñaõ xaûy ra ngoä ñoäc ñeán töû vong.

Ñieàu trò: loaïi boû thöùc aên trong daï daøy baèng caùch gaây noân, tröø nhöõng beänh nhaân ñaõ noân roài. Sau khi noân, duøng than hoaït tính 70% tinh chaát ñeå loaïi boû nhöõng chaát ñoäc khoâng haáp thuï.

314

6.5. ÑOÄC TOÁ VI SINH VAÄT 6.5.1. Moät soá ví duï

Loaïi vi khuaån Thôøi kyø uû beänh (h) Caùc söï coá

Staphylococcus 1 – 6 Nhieãm beänh do ngheà nghieäp

Clostridium perfringens 8 – 22 Söï phaùt trieån cuûa baøo töû

Bacillus cereus 1 – 16 Söï phaùt trieån cuûa baøo töû

Vibrio parahaemolyticus 4 – 96 Nöôùc bieån oâ nhieãm

Sau ñaây laø moät soá beänh do vi khuaån gaây ra: 1. Vieâm ñaïi traøng do vi khuaån

Nguyeân nhaân laø do caùc loaïi shiga, flexner, salmonella, Escherichia (E.coli), tuï caàu, lieân caàu vaø moät soá loaïi vi khuaån khaùc.

Caùc vi khuaån coù trong ñaïi traøng coù taùc duïng leân men, ñöa ñeán sình hôi vaø caùc acid höõu cô vaø laøm thoái röõa, taïo neân amonia, phenol, indol,...

2. Lieân caàu khuaån

Gaây ra beänh thaáp khôùp caáp (bouillaud), beänh phoå bieán ôû nöôùc ta.

Lieân caàu khuaån tieát ra ñoäc toá streptolysin, streptokinaza, streptodornaza..., Söï phoái hôïp ñoäc toá lieân caàu vôùi caùc thaønh phaàn trong maùu, laøm xuaát hieän khaùng theå ñaëc hieäu maø phaûn öùng laø nguyeân nhaân cuûa söï vieâm nhieãm ôû tim, khôùp.

Rieâng ñoái vôùi van tim, do trong caáu truùc coù moät phaàn töông töï moät khaùng nguyeân ôû lieân caàu; vì vaäy, khaùng theå streptolysin khi phaûn öùng vôùi lieân caàu khuaån cuõng phaûn öùng vôùi van tim, gaây neân nhöõng toån thöông ngaøy caøng naëng, keå caû sau naøy khi khoâng coøn nhieãm lieân caàu khuaån nöõa.

Trieäu chöùng

Soát 38 - 40oC sau 2 tuaàn vieâm hoïng, maïch nhanh, cô theå meät moûi, gaày, xanh xao, bieáng aên, chaûy maùu cam; loaïn nhòp tim; vieâm khôùp: caùc khôùp ñau, söng ñoû.

3. Vi khuaån thöông haøn vaø phoù thöông haøn

Salmonella gaây beänh thöông haøn vaø salmonella para A vaø B gaây beänh phoù thöông haøn. Ñaây laø nhöõng tröïc khuaån coù loâng, di ñoäng, gram aâm, coù khaùng nguyeân ôû loâng, ôû thaân, duøng vaøo vieäc chuaån ñoaùn huyeát thanh vidal vaø felix vaø khaùng nguyeân ñeå phaùt hieän ngöôøi ñang nhieãm khuaån.

315

Vi khuaån xaâm nhaäp vaøo, sinh saûn ôû ruoät, laøm soát keùo daøi, li bì, roái loaïn tieâu hoùa vaø tieáng tim môû.

Laây qua ñöôøng ruoät, giaùn tieáp qua nöôùc hoaëc thöùc aên nhieãm khuaån vaø coù theå laây töø ngöôøi nhieãm beänh. Tröïc khuaån theo phaân ra ngoaøi vaø toàn taïi raát laâu.

4. Vi khuaån clostridium botulinum

Laø moät daïng tröïc khuaån kî khí, sinh saûn baèng baøo töû phaùt trieån toát ôû nhieät ñoä töø 34 – 50oC, coù ôû ñaát, nöôùc, nhaát laø ôû thöïc phaåm coù ñoä acid thaáp.

Ñoäc toá laø nhöõng protein coù phaân töû löôïng lôùn, thuoäc vaøo loaïi ñoäc toá maïnh nhaát. Chæ caàn 28,3 gram coù theå gieát 200 trieäu ngöôøi, nhöng, may thay, ñoäc toá naøy deã bò phaân huy khi nhieät ñoä cao, noù seõ bò phaân huûy sau khi ñun soâi.

5. Vi khuaån staphylococcus aureus

Laø loaïi caàu khuaån hieáu khí, thöôøng kyù sinh treân da, khoang muõi, toùc ngöôøi. Khi xaâm nhaäp vaøo thöïc phaåm taïo ra ñoäc toá protein coù phaân töû löôïng thaáp, goïi laø ñoäc toá ñöôøng ruoät, gaây noân möûa, tieâu chaûy. Ñoäc toá naøy chòu nhieät, ñun soâi khoâng phaù huûy, naïn nhaân khoâng cheát nhöng raát ñau ñôùn do caùc phaûn öùng cöïc kyø döõ doäi.

6. Vi khuaån vibrio cholerae

Gaây dòch beänh roäng lôùn, laø moät vi sinh daïng tröïc khuaån hình daáu phaåy, chuùng thöôøng phaùt trieån toát treân moâi tröôøng kieàm tính vaø chuyeån ñoäng linh hoaït baèng loâng roi; saûn sinh ra ñoäc toá ruoät vaø noäi ñoäc toá trong ñöôøng tieâu hoùa, kích thích nghieâm troïng maøng nhaày vaø laøm suy yeáu bôm natri cuûa teá baøo ñoäng vaät, gaây beänh tieâu chaûy.

7. Vi khuaån vibrio parahaemolicus

Laø sinh vaät öa maën, phaùt trieån trong moâi tröôøng coù ñoä muoái töø 4 - 8%o, nhieät ñoä chòu ñöïng töø 15oC - 40oC, vôùi pH töø 5 - 9,6. Vi sinh vaät ñoäc toá coù khaû naêng gaây tan huyeát ôû maùu ngöôøi.

Thöôøng gaëp chuùng trong caùc loaïi nhuyeãn theå, giaùp xaùc ôû bieån vaø caû moâi tröôøng nöôùc ngoït.

Dòch beänh maïnh vaøo muøa heø khi nhieät ñoä aám hôn gaây ra caùc beänh ñau buïng, noân, tieâu chaûy, ñau ñaàu ....

316

Vi khuaån naøy cuõng gaây haïi treân nhöõng con toâm suù, gaây cheát haøng loaït ôû caùc tænh ven bieån nöôùc ta.

6.5.2. Ñoäc toá vi sinh vaät gaây haïi thöïc vaät Caùc vi sinh vaät tuøy nghi seõ tieát vaøo moâi tröôøng xung quanh nhöõng chaát

coù taùc ñoäng ñoäc cho teá baøo caây chuû. Baûn chaát hoùa hoïc cuûa caùc chaát ñoäc do vi sinh vaät tieát ra raát ña daïng, trong ñoù coù caùc acid höõu cô.

Ñoäc toá do naám vaø vi khuaån gaây beänh caây tieát ra coù theå do caùc amide, acid amide, ure vaø amoniac gaây neân. Ngoaøi ra, chuùng coøn tieát ra caùc polisacarite laøm cho caùc oáng daãn bò thaâm vaø taéc laïi, laøm cho caây bò heùo. Taùc ñoäng cuûa caùc vi sinh vaät gaây beänh khoâng phaûi chæ do moät thaønh phaàn naøo nhaát ñònh maø laø do taùc ñoäng ñoàng thôøi cuûa moät soá chaát ñoäc gaây neân. Nhöõng daáu hieäu bò beänh khaùc nhau.

Söï ña daïng veà thaønh phaàn vaø ñoäc toá do vi sinh vaät tieát ra phuø hôïp vôùi taùc ñoäng ña daïng cuûa chuùng leân caây. Nhöng cô cheá taùc ñoäng cuûa moãi chaát gaây ñoäc rieâng leû xaûy ra trong caây thì chæ môùi ñöôïc nghieân cöùu cho vaøi chaát vaø soá lieäu cuõng chöa ñaày ñuû.

a. Ñoäc toá Fusarium lycopersici sacc.

Ñoäc toá naøy gaây beänh heùo ruõ caø chua.

Trong caùc chaát tieát ra cuûa fusarium lycopersici coù ba chaát ñoäc laø licomarazmin, aixt fusaric vaø vazinfuscarin.

Phöùc heä naøy vôùi saét coù ñoäc tính cao hôn nhieàu so vôùi licomarazmin töï do. Licomarazmin taïo neân caùc moâ cheát hoaïi ôû ñænh vaø ngoaïi vi laù caø chua bò nhieãm fusarium.

Acid fusarit coøn laøm maát hoaït tính cuûa caùc enzym chöùa pocphirin cuûa caây chuû.

Chaát ñoäc thöù ba coù trong fusarium lycopersici coù teân laø vazinfuscarin, baûn chaát hoùa hoïc chöa ñöôïc xaùc ñònh, coù theå xem noù laø caùc protein enzym ñaëc hieäu. Chaát naøy gaây neân daáu hieäu ñaëc tröng cho beänh khoâ laù caø chua - bò thaâm vaø taéc caùc oáng daãn.

b. Claviceps purpurea

Taïo neân haøng loaït caùc alkaloid laø daãn xuaát cuûa acid lizerginic, gaây beänh heùo döa haáu.

317

c. Fusarium oxysporum niveum Hình thaønh chaát ñoäc philonnivein laø sterin (C29H46O2) d. Endothia parasitica Tieát ra biantraquinon coù teân skirin (C30H18O10) vaø diapoctin (C13H14O5).

Hai hôïp chaát naøy laøm heùo caây caø chua non. e. Pseudomonas tabac Ñaây laø moät loaïi kyù sinh treân laù thuoác laù, ñoäc chaát do noù tieát ra laøm aûnh

höôûng ñeán söï trao ñoåi chaát cuûa caây. Khi coù vi khuaån naøy xaâm nhieãm, thaân caây thuoác laù xuaát hieän nhöõng voøng moâ cheát, ñöôøng kính 1 - 2cm. Theo nghieân cöùu cuûa Braun vaø caùc coäng taùc vieân (1950, 1955), taùc ñoäng cuûa chaát ñoäc daãn ñeán söï phaù huûy hay thay ñoåi metionin.

Chaát ñoäc tieát ra töø pseudomonas tabaci coù leõ laø acid α-lactilamino - β- hydroxi-ε- aminopimelic laø khaùng chaát thay ñoåi mentionin. Chaát ñoäc daønh laáy mentionin cuûa caây, laøm teá baøo caây bò thieáu noù, laøm tieán trình bình thöôøng cuûa söï trao ñoåi chaát bò phaù huûy, moâ caây bò cheát.

Caùc loaïi ñoäc toá daïng naøy coù theå taïo neân phöùc chaát vôùi saét trong sinh chaát cuûa caây. Chuùng keát hôïp vôùi caùc ion kim loaïi ñeå taïo voøng. Khaû naêng taïo lieân keát vôùi caùc KLN vi löôïng caàn cho caây laø moät trong nhöõng tính chaát taïo neân ñoäc tính cuûa noù. Caùc chaát taïo chelate gaây neân hieän töôïng beänh lyù treân caây caø chua non.

6.5.3. Ngoä ñoäc thöïc phaåm Ngoä ñoäc thöïc phaåm laø do aên phaûi thöùc aên coù chaát ñoäc, thöôøng xaûy

ra moät caùch ñoät ngoät, haøng loaït, coù nhöõng trieäu chöùng cuûa moät beänh caáp tính, bieåu hieän baèng noân möûa, æa chaûy, ... keøm theo caùc trieäu chöùng khaùc, tuøy theo ñaëc ñieåm cuûa töøng loaïi ngoä ñoäc (tröø moät soá tröôøng hôïp ñaëc bieät nhö ngoä ñoäc do ñoäc toá cuûa clostridium botulinum, trieäu chöùng ngoä ñoäc laø taùo boùn do bò teâ lieät thaàn kinh ...).

- Nguyeân nhaân:

+ Ngoä ñoäc do thöùc aên nhieãm vi sinh vaät hay ñoäc toá vi sinh vaät.

+ Ngoä ñoäc do baûn thaân thöùc aên coù chaát ñoäc höõu cô, voâ cô hay cô kim.

+ Ngoä ñoäc do caùc hoùa chaát cho theâm hoaëc nhieãm vaøo thöùc aên nhö phaåm maøu, chaát choáng thiu, laøm thöùc aên doøn, dai hôn nhö haøn the, formalin cho vaøo baùnh phôû hay chaát benzoate choáng moác.

318

- Ñieàu kieän sinh hoaït vaø ñieàu kieän saûn xuaát khaùc nhau thì söï phaùt sinh ngoä ñoäc thöùc aên cuõng khoâng gioáng nhau. Tuøy töøng luùc, töøng nôi, seõ coù nhieàu loaïi ngoä ñoäc khaùc nhau. Thí duï, ngoä ñoäc do vi sinh vaät phaàn lôùn phaùt sinh vaøo muøa heø, ngoä ñoäc do aên phaûi rau daïi (thöôøng ôû mieàn nuùi) ...; ngöôøi laøm coâng taùc veä sinh phoøng dòch caàn phaûi naém ñöôïc nhöõng ñaëc ñieåm ñoù ñeå chuû ñoäng trong vieäc phoøng choáng.

- Gaây beänh: ngoä ñoäc thöùc aên do vi khuaån thöôøng raát phoå bieán nhöng laïi khoâng nguy hieåm laém vaø tyû leä töû vong thaáp. Caù thòt oâi thiu laø loaïi thöùc aên chuû yeáu gaây beänh. Nhöng nhöõng vuøng aên nhieàu söõa thì ngoä ñoäc do söõa coù theå chieám tyû leä cao hôn. Ngöôïc laïi, ngoä ñoäc thöùc aên khoâng phaûi do vi khuaån (ngoä ñoäc do hoaù chaát) töông ñoái ít hôn nhöng töû vong cao hôn.

- Tröôùc kia, ngoä ñoäc thöùc aên theå vi khuaån thöôøng do salmonella, nhöng nhöõng naêm gaàn ñaây, ngoä ñoäc thöùc aên do ñoäc toá ñöôøng ruoät cuûa tuï caàu laïi coù chieàu höôùng ngaøy caøng gia taêng.

- Laây lan:

+ Phuï thuoäc vaøo thôøi tieát khaù roõ reät, thöôøng xaûy ra vaøo muøa noùng böùc töø thaùng 5 ñeán thaùng 10, coøn caùc thaùng khaùc trong naêm ít hôn. Nhieät ñoä trong thôøi kyø naøy (35 – 36oC) thích hôïp cho vi sinh vaät soáng vaø sinh tröôûng, nhaát laø loaïi clostridium botulinum.

+ Theå hieän tính khu vöïc ñòa lyù, phong tuïc taäp quaùn, ñieàu kieän thöùc aên cuûa töøng nôi. Thí duï, ôû vuøng bieån aên phaûi caù ñoäc, ôû mieàn nuùi aên phaûi naám ñoäc, rau daïi, ... Caùc tröôøng hôïp nhieãm thuoác tröø saâu coù chieàu höôùng gia taêng ôû vuøng noâng thoân.

+ Nguyeân nhaân: do caùc vi khuaån salmonella, proteus, coli, welchi ... vaø caùc ñoäc toá cuûa tuï caàu vaøng clostridium gaây ra. Coù theå toùm taét sô ñoà gaây ngoä ñoäc thöùc aên do vi khuaån vaø ñoäc toá vi khuaån ñoái vôùi thòt nhö sau:

319

Hình 6.1. Con ñöôøng ngoä ñoäc vaø caùch traùnh ngoä ñoäc thöïc phaåm.

Suùc vaät

OÁm Khoûe

Moå thòt Moå thòt

Thòt töôi

Naáu kyõ

Moå thòt maát veä sinh

Thòt nhieãm khuaån

Naáu khoâng kyõ • Baûo quaûn ôû nhieät ñoä 4oC• Tay ngöôøi phuïc vuï khoâng

nhieãm khuaån • Ngöôøi laønh khoâng mang vi

khuaån beänh

Ngöôøi aên

Gaây beänh Khoâng gaây beänh

320

- Ñaëc ñieåm vi khuaån thuoäc hoï enterobacteriaceae

Ñaây laø hoï vi truøng ñöôøng ruoät vöøa mang tính hoaïi sinh vöøa gaây beänh

+ Gioáng escherichia coù loaøi E. coli

+ Gioáng aerobacter coù loaøi A. aerogenes

Hai loaïi naøy nhieãm vaøo thöïc phaåm qua phaân vaø qua ñaát, neân gaây ñau buïng vaø tieâu chaûy. E. coli gaây ñoäc maïnh nhaát laø nguyeân nhaân gaây beänh tieâu chaûy vaø maát nöôùc ôû treû em vaø ñoäng vaät non.

+ Gioáng proteus (lactose +): phaân huyû ñaïm raát maïnh, phaân giaûi ñöôøng chuû yeáu laø nguyeân nhaân gaây hö hoûng caùc loaïi thòt tröùng vaø phaân giaûi acid amin.

+ Gioáng salmonella (vi khuaån gaây beänh): coù theå truyeàn töø söõa, thòt sang cho ngöôøi. Salmorella cholerae suis (laø ñoäc toá thöông haøn ôû heo), gaây truùng ñoäc thöùc aên. Salmorella enteretidis: gaây beänh thöông haøn vaø phoù thöông haøn ôû cöøu.

+ Gioáng shigella: gaây kieát lî. Haàu nhö khoâng coù trong ñöôøng ruoät cuûa nhöõng gia suùc khoûe.

• Ngoä ñoäc do salmonella

Ngoä ñoäc do salmonella laø tröôøng hôïp ngoä ñoäc thöùc aên do vi khuaån thöôøng hay gaëp nhaát. Vi khuaån gaây ngoä ñoäc chuû yeáu laø samonella typhi murinum, salmonella choleraac sui enteritidis, ngoaøi ra coøn coù caùc loaïi salmonella thompson, salmonella derby, salmonella newport, salmonella senfienberg, salmonella kissaagani, salmonella neleagridis, salmonella anatum, salmonella aberdeen.

Veà cô cheá phaùt beänh, Garter (1888) cho raèng, vi khuaån salmonella sinh ra ngoaïi ñoäc toá chòu nhieät vaø loaïi ñoäc toá naøy gaây beänh cho ngöôøi vaø ñoäng vaät. Nhöng sau ñoù nhieàu taùc giaû laïi chöùng minh raèng, ngoä ñoäc do salmonella khoâng phaûi do ngoaïi ñoäc toá gaây neân maø do ñöôøng tieâu hoùa haáp thuï phaûi moät löôïng lôùn vi khuaån salmonella soáng. Khi vaøo ñeán maùu, vi khuaån bò phaù vôõ vaø tieát ra noäi ñoäc toá, gaây ngoä ñoäc cho cô. Leamovic (1982) chöùng minh treân thöïc nghieäm raèng, chuoät coáng traéng ôû ñieàu kieän bình thöôøng vaø khoûe maïnh chæ uoáng noäi ñoäc toá thì khoâng thaáy coù trieäu chöùng bò ngoä ñoäc, nhöng neáu cô theå oám yeáu, rieâng noäi ñoäc toá qua ñöôøng mieäng cuõng coù theå gaây ngoä ñoäc.

321

• Ngoä ñoäc do proteus

- Phaân boá: roäng raõi trong töï nhieân vaø trong ruoät ngöôøi; chæ gaây ngoä ñoäc khi coù ñieàu kieän. Ngoä ñoäc thöùc aên do proteus chieám tyû leä töông ñoái cao.

- Gaây ñoäc: theo Terenteva (2000) thì proteus OX laø loaïi coù khaû naêng gaây beänh nhaát (maïnh nhaát laø loaïi OX19 roài ñeán OXK vaø yeáu nhaát laø OX2). Proteus thöôøng hay gaëp ôû thòt ñoäng vaät gieát moät caùch voäi vaøng, khoâng coù thôøi gian nghæ thích ñaùng tröôùc hoaëc thòt nhöõng con vaät ñaõ mang beänh tröôùc khi gieát thòt.

Khaû naêng gaây ngoä ñoäc cuûa proteus, hieän nay ñaõ ñöôïc coâng nhaän, nhöng cô cheá phaùt beänh vaãn coøn baøn caõi. Naêm 1957, ôû Trung Quoác coù 2116 tröôøng hôïp ngoä ñoäc coù trieäu chöùng laâm saøng phuø hôïp vôùi trieäu chöùng ngoä do proteus gaây ra. Kieåm tra thöùc aên khaû nghi, chaát noân cuûa beänh nhaân ñeàu khoâng coù phaûn öùng ngöng keát huyeát thanh cuûa ngöôøi beänh vôùi proteus. Thöïc nghieäm treân ñoäng vaät vaø treân hai ngöôøi tình nguyeän thaáy bieåu hieän ngoä ñoäc do kích thích ñöôøng ruoät roõ reät cuûa ngoä ñoäc do proteus gaây ra.

– Taùc nhaân: Spirina (1974) cho raèng, soá löôïng vi khuaån laø taùc nhaân chuû yeáu nhöng ñoäc toá coù tính chaát laøm taêng khaû naêng thaåm thaáu, khieán ngöôøi aên phaûi maéc beänh. OÂng ñaõ thöû tieâm nöôùc röûa moâi tröôøng (coù caû vi khuaån laãn ñoäc toá), dung dòch vi khuaån khoâng coù ñoäc toá vaø dung dòch ñoäc toá khoâng coù vi khuaån vaøo maøng buïng chuoät lang ñeàu khoâng thaáy trieäu chöùng maéc beänh. Nhöng neáu cho chuoät aên moâi tröôøng coù caû vi khuaån laãn ñoäc toá thì chuoät cheát coù proteus trong maùu. Chöùng toû raèng khoâng coù ñoäc toá gì ñaëc bieät, maø ngoä ñoäc laø do aên phaûi thöùc aên nhieãm moät löôïng lôùn vi khuaån.

– Thôøi gian uû beänh: töông ñoái ngaén (3 – 5 giôø), song cuõng coù theå keùo daøi ñeán 16 giôø.

– Trieäu chöùng: noân möûa, æa chaûy, vieâm ruoät, vieâm daï daøy caáp, caù bieät coøn coù ñau buïng döõ doäi coù khi nhieät ñoä taêng leân. Beänh xuaát hieän nhanh choùng nhöng cuõng khoûi nhanh choùng, hoài phuïc sau 1 – 3 ngaøy, ít töû vong.

Cuõng caàn chuù yù laø ngoä ñoäc do proteus luoân luoân coù nhöõng tröôøng hôïp môùi vôùi caùc loaïi thöùc aên khaùc nhau; do ñoù, vieäc tìm moái lieân heä giöõa beänh taät vôùi thöùc aên laø vieäc khoù khaên.

Proteus xaâm nhaäp vaøo thöùc aên chín, duø coù phaùt trieån maïnh, sau 2 – 3 ngaøy, thöùc aên vaãn chöa thay ñoåi traïng thaùi caûm quan. Nhöng khi

322

nhieãm vaøo thöùc aên soáng thì traïng thaùi caûm quan thay ñoåi ngay, vì proteus tham gia vaøo quaù trình phaân huûy protit cuøng vôùi caùc vi khuaån gaây thoái röõa khaùc.

Proteus morganii cuõng laø moät trong nhöõng loaïi vi khuaån gaây ngoä ñoäc thöùc aên. Trong phaân loaïi vi khuaån, ngöôøi ta xeáp noù vaøo trong nhoùm proteus. Theo moät soá taùc giaû Nhaät Baûn, proteus morganii saûn sinh ra nhieàu chaát histamine, cho neân ngoä ñoäc do proteus morganii laø ngoä ñoäc thöùc aên theå dò öùng.

• Ngoä ñoäc do escherichia coli

Coli vaø paracoli soáng trong töï nhieân, thöôøng khoâng gaây ngoä ñoäc, nhöng ôû ñieàu kieän nhaát ñònh naøo ñoù, môùi coù theå gaây beänh (vi khuaån gaây ngoä ñoäc coù ñieàu kieän).

Escherichia coli gaây beänh truyeàn nhieãm coù tính chaát löu haønh ñaõ roõ theo Chie, nhö beänh taû cuûa tieåu gia suùc, beänh æa chaûy ôû treû em, beänh truùng ñoäc nhieãm huyeát cuûa treû sô sinh... coøn vieäc xaùc ñònh khaû naêng gaây ngoä ñoäc cuûa escherichia coli thì caùc nhaø khoa hoïc Nga ñaõ thöû nghieäm nhö sau: sau khi nuoâi caáy phaân laäp coli, laøm phaûn öùng huyeát thanh thaáy keát quaû döông tính vôùi hieäu giaù cao 1/400 – 1/1800, ñeå chaéc chaén laø chæ coù coli, ñem cho ngöôøi tình nguyeän uoáng, ñeàu thaáy bò ngoä ñoäc, gaây beänh treân chuoät con thì chuoät bò cheát sau 30 – 40 giôø. Nhöõng vi khuaån coù tính chaát gaây beänh töông ñoái maïnh laø caùc loaïi O111, O55, O26, O86.

Caáu truùc khaùng nguyeân escherichia coli chia thaønh ba loaïi O, N, K. Khaùng nguyeân K laïi chia thaønh KA, KB vaø KL. Vi khuaån gaây beänh maïnh nhaát laø loaïi vi khuaån coù khaùng nguyeân K. Nhöõng vi khuaån coù caáu truùc khaùng nguyeân khaùc nhau thì gaây beänh cuõng khoâng gioáng nhau. Trong gaây beänh thöïc nghieäm thì ngöôøi nhaïy caûm hôn ñoäng vaät.

Veà nguyeân nhaân gaây ngoä ñoäc thì tröôùc ñaây coù yù kieán cho raèng escherichia coli coù hai loaïi ñoäc toá: noäi ñoäc toá coù tính öa ruoät, vaø ngoaïi ñoäc toá coù tính öa thaàn kinh, nhöng khoâng oån ñònh, deã bò hoûng do aûnh höôûng beân ngoaøi. Hai loaïi ñoäc toá naøy khaùc nhau veà tính chòu nhieät. Ngaøy nay, ngöôøi ta cho raèng cô cheá ngoä ñoäc cuûa escherichia coli cuõng gioáng nhö salmonella: vi khuaån soáng, soá löôïng nhieàu laø ñieàu kieän taát yeáu ñeå beänh phaùt trieån, vaø tuy khoâng phuû nhaän vai troø cuûa ñoäc toá, nhöng nhaán maïnh tính chaát quan troïng cuûa vi khuaån soáng.

323

Thôøi kyø uû beänh töø 2 ñeán 20 giôø, thöôøng 4 – 6 giôø. Beänh phaùt moät caùch ñoät ngoät, ngöôøi bò ngoä ñoäc thaáy ñau buïng döõ doäi, raát ít noân möûa, ñi phaân loûng töø 1 – 15 laàn moãi ngaøy. Nhieät coù theå bình thöôøng hoaëc hôi soát. Beänh keùo daøi 1 – 3 ngaøy roài khoûi. Tröôøng hôïp naëng, beänh nhaân coù theå soát cao, ngöôøi meät moûi, chaân tay co quaép, thôøi gian khoûi beänh töông ñoái daøi.

• Ngoä ñoäc do clostridium welchii

Clostridium welchii saûn sinh ra saùu loaïi ñoäc toá: a, b, c, d, e, f. Trong saùu loaïi naøy thì loaïi a laø ñoäc chuû yeáu, gaây ra ngoä ñoäc thöùc aên vaø cöù theo thöù töï, cuoái cuøng ñeán loaïi f.

Clostridium phaân boá raát roäng raõi trong moâi tröôøng töï nhieân (ñaát, nöôùc, khoâng khí, phaân ngöôøi vaø gia suùc, …). Vì theá, vi khuaån deã xaâm nhieãm vaøo thöùc aên vaø deã gaây ra ngoä ñoäc. Thöùc aên ñaõ naáu chín, thöùc aên coøn thöøa khi aên khoâng ñun laïi, thöùc aên nguoäi,... laø nguyeân nhaân chuû yeáu gaây ra ngoä ñoäc.

Trong thôøi gian uû beänh trung bình 10 – 12 giôø, coù khi 6 – 8 giôø, cuõng coù khi daøi hôn, nhöng thöôøng khoâng quaù 24 giôø. Beänh xuaát hieän vôùi nhöõng trieäu chöùng vieâm ruoät, daï daøy, ñau buïng, æa chaûy, phaân loûng hoaëc toaøn nöôùc, coù khi laãn maùu, muû, thænh thoaûng coù tröôøng hôïp noân möûa, caù bieät coù nhöùc ñaàu, soát. Thôøi gian bò beänh töông ñoái ngaén, phaàn lôùn chæ trong moät ngaøy laø khoûi. Ngoä ñoäc clostridium welchii loaïi f thì trieäu chöùng beänh naëng hôn, coù khi gaây töû vong.

• Ngoä ñoäc do tröïc khuaån lî kruse sonne

Nguyeân nhaân: do aên phaûi moät löôïng lôùn vi khuaån soáng. Ñaëc ñieåm:

+ Beänh baét ñaàu oà aït vaø keát thuùc nhanh choùng.

+ Nhöõng trieäu chöùng ban ñaàu cuõng gioáng nhö ngoä ñoäc do salmonella.

+ Thôøi gian uû beänh töø 6 ñeán 24 giôø. Ngöôøi bò beänh ñoät nhieân ñau buïng kòch lieät, noân möûa quaèn quaïi khoù chòu, ñi æa, phaân seàn seät hoaëc loûng hoaøn toaøn, cuoái cuøng coù maùu, coù chaát nhôøn baày nhaày, nhieät ñoä treân 40oC, coù luùc beänh nhaân meâ saûng.

Xeùt nghieäm thöùc aên, phaân beänh nhaân ñeàu thaáy vi khuaån soáng. Sau khi bò beänh 1 – 2 ngaøy, trong phaân beänh nhaân cuõng coøn coù theå thaáy vi khuaån. Ba ngaøy sau khoûi beänh.

324

Nhöõng beänh nhaân sau khi khoûi, coù theå maéc beänh laïi, do ñoù caàn thaän troïng trong khi theo doõi. Ngöôøi laønh tieáp xuùc vôùi beänh nhaân coù theå bò laây.

Nguoàn truyeàn beänh laø thöùc aên bò nhieãm vi khuaån nhaát laø thöùc aên nguoäi, söõa, thòt, vaø caát giöõ ôû nhieät ñoä cao. Caùc tröïc khuaån lî ñeàu coù khaû naêng phaùt trieån ôû thöùc aên chín, nhöng chæ coù tröïc khuaån lî kruse sonne laø phaùt trieån ñöôïc trong thöùc aên soáng. Nhöõng nhaân vieân ñieàu trò cho ngöôøi beänh, caàn theo doõi keå caû khi ñaõ khoûi.

- Gaây ñoäc: caùc loaïi vi khuaån gaây beänh xaâm nhaäp vaøo cô theå con ngöôøi tröïc tieáp hoaëc giaùn tieáp qua moâi tröôøng nöôùc duøng ñeå cheá bieán thöïc phaåm laø moät trong nhöng nguyeân nhaân chuû yeáu gaây beänh vaø laøm cheát ngöôøi ôû raát nhieàu nöôùc ñang phaùt trieån.

• Nhaän xeùt chung:

Trong caùc loaïi vi khuaån gaây beänh, coù nhöõng loaïi gaây ra caùc beänh hieåm ngheøo nhö taû, thöông haøn hoaëc caùc beänh laây lan raát nhanh nhö æa chaûy treû em, lî vaø caùc beänh ñöôøng ruoät khaùc thöôøng gaëp ôû noâng thoân cuõng nhö ôû thaønh thò, ñaëc bieät taïi caùc nöôùc ñang phaùt trieån; ôû ñoù, ngöôøi ta gaëp nhieàu tröôøng hôïp töû vong.

Nhöõng vi khuaån gaây beänh ñaëc bieät laø nhoùm salmonella coù theå truyeàn qua soø heán hoaëc toàn taïi trong vuøng coù moâi tröôøng nöôùc bò oâ nhieãm maø khoâng coù moät bieän phaùp xöû lyù tieät truøng naøo.

Sau ñaây laø caùc loaïi beänh do vi khuaån truyeàn qua moâi tröôøng nöôùc hoaëc do thöïc phaåm cheá bieán baèng nöôùc bò oâ nhieãm.

Baûng 6.1. Moät soá beänh do vi khuaån truyeàn qua moâi tröôøng nöôùc oâ nhieãm

Beänh Vi sinh vaät gaây beänh

Taû

Lî tröïc khuaån

Thöông haøn

Phoù thöông haøn

Æa chaûy treû em

Beänh do leptospira

Beänh tulareâ (hieám gaëp)

Phaåy khuaån taû : eltor

Shigella

Salmonella typhi

Caùc chuûng khaùc cuûa samonilla, shigella, proteus, v.v..

Chuûng escherichia coli

Lestosperia

Pasteurella (brucella hoaëc fracisella tularensis)

325

Caùc loaïi vi khuaån gaây beänh thoâng qua con ñöôøng thöïc phaåm;

• Caùc vi khuaån gaây beänh coù trong söõa:

- Tröïc khuaån lao: töø boø söõa truyeàn sang cho ngöôøi

- Tröïc khuaån brucella: gaây saåy thai, truyeàn nhieãm

- Xoaén theå leptospira: ôû ngöôøi gaây soát vaøng da

- Ngoaøi ba loaïi vi khuaån töø ñoäng vaät coøn coù beänh töø coâng nhaân vaét söõa laây cho ngöôøi tieâu thuï: staphyloccus aureus: tuï caàu; nhieãm khuaån ñöôøng hoâ haáp, vieâm muû; salmonella; shigella; kyù sinh truøng.

• Caùc vi khuaån gaây beänh coù trong thòt:

- Vi truøng lao M. tuberculosis gaây beänh maõn, taïo u haït ôû phoåi, ruoät (phoù lao)

- Staphylococcus aureu gaây muïn muû ôû da, vieâm muû gan, nhoït muû cô

- Streptococcus gaây vieâm noäi maïc, vieâm thaän caáp, vieâm vuù vaø haïch laâm ba

- Brucella chuû yeáu gaây beänh ôû cô quan sinh duïc, tuyeán vuù gaây teo, söng, maát söõa...

- Escherichia coli gaây vieâm ruoät, tieâu chaûy caáp

- Salmonella: gaây soát cao, vieâm ruoät, daï daøy

- Shigella: gaây kieát lî

- Vibrio: tieâu chaûy, noân möûa

- Leptopira: gaây soát vaøng da, vieâm thaän, vieâm maøng naõo, saåy thai.

* Virus (sieâu vi khuaån)

Virus gaây ra caùc beänh nhö: cuùm, sôûi, soát xuaát huyeát, vieâm gan truyeàn nhieãm, vieâm naõo, quai bò, ñaäu muøa, ...

- Taäp tính sinh hoïc: soáng kyù sinh baét buoäc vaø chæ khi kyù sinh, virus môùi theå hieän tính chaát soáng cuûa noù. Tröôùc heát laø khaû naêng sinh saûn cuûa noù. Beân ngoaøi cô theå kyù chuû, chuùng thöïc söï laø vaät chaát cheát, khoâng chuyeån ñoäng, khoâng sinh saûn vaø khoâng aên uoáng baát cöù gì. Virus kyù sinh

326

vaø gaây beänh cho moïi giôùi sinh vaät khaùc. Virus ñaàu tieân ñöôïc phaùt hieän laø virus thöïc vaät gaây beänh ñoám thuoác laù, tieáp ñoù laø virus ñoäng vaät gaây beänh lôû moàm long moùng ôû boø.

- Ñoäc toá: noù laø nhöõng teá baøo chöa hoaøn chænh, xaâm nhaäp vaøo beân trong teá baøo chuû theå, baèng nhöõng chuoãi xoaén keùp DNA cuûa mình, tieát ra caùc enzym, taïo caùc ñoäc toá rieâng bieät, gaây roái loaïn caáu truùc teá baøo chuû theå, bieán daïng caáu taïo vaø chöùc naêng sinh lyù, gaây ung thö. Nhöõng caây bò beänh sieâu vi nhö beänh xoaén luøn caây luùa, xoaén laù caây ñu ñuû, baïc laù cam, quyùt (ví duï gaàn ñaây, quyùt Lai Vung (Ñoàng Thaùp) bò vi ruùt nghieâm troïng) khoâng theå cöùu chöõa, chæ coù caùch chaët boû, roài ñoát, haïn cheá laây lan. Ñoái vôùi ngöôøi vaø ñoäng vaät, beänh cuùm, ñau maét ñoû, naëng nhö vieâm gan sieâu vi A, B, C, D ñeàu do sieâu vi.

6.6. ÖÙNG DUÏNG ÑOÄC TOÁ 6.6.1. ÖÙng duïng ñoäc toá thöïc vaät

1. Treân theá giôùi

Nhö chuùng ta ñaõ bieát thöïc vaät coù khaû naêng töï baûo veä mình baèng caùch tieát ra caùc chaát dòch, caùc muøi hoaëc thay ñoåi khaù nhieàu veà hình thaùi beân ngoaøi nhö thaân, laù ñeå coù theå sinh toàn. Con ngöôøi ngay töø xa xöa ñaõ bieát söû duïng nhöõng vuõ khí lôïi haïi naøy nhaèm baûo veä muøa maøng caây troàng cuûa mình.

Nhöõng chaát tröø saâu coù nguoàn goác thöïc vaät ñaõ ñöôïc söû duïng töø xa xöa trong daân gian ñeå xua ñuoåi saâu haïi. ÔÛ Novgorodxkaia vaø Tvrexkaia (Nga), noâng daân ñaõ raûi anh ñaøo daïi quanh ruoäng luùa, vì muøi anh ñaøo daïi laøm cho böôùm saâu xaùm ñoâng sôï haõi. Haït tröôùc khi gieo, ñöôïc thaám nöôùc caønh anh ñaøo daïi hoaëc xoâng khoùi caønh anh ñaøo daïi, nhôø ñoù khoûi bò saâu boï döôùi ñaát laøm haïi. Noâng daân ôû tænh Xamara (Nga), khi gieo ñaäu laïi troän laãn caû haït gai, vì reäp ñaäu khoâng chòu ñöôïc muøi gai. Coøn ôû tænh Kiev vaø Ponñonxkaia ngöôøi ta laïi gieo gai xung quanh ruoäng cuû caûi ñöôøng ñeå choáng laïi boï nhaûy cuû caûi ñöôøng.

Cuõng nhaèm muïc ñích ñoù, ngöôøi ta khuyeân neân duøng 15 loaïi thöïc vaät phoå bieán roäng raõi ôû Nga. Ví duï, nhöõng ngöôøi laøm vöôøn khuyeân phun nöôùc laù ngaûi leân lyù gai, phuùc boàn töû vaøo taùo ñeå xua ñuoåi böôùm saâu ñuïc thaân vaø saâu ñuïc quaû taùo.

327

Raéc traáu rôm gai ra ruoäng coù taùc duïng laøm saïch ñaát khoûi aáu truøng boï döøa, coøn gieo gai döôùi taùn caây aên quaû seõ baûo veä ñöôïc vöôøn caây khoûi böôùm cuûa nhieàu loaïi saâu boï.

Baèng caùch ñieàu hoøa khoái löôïng chæ moät hôïp chaát hoùa hoïc do chuùng tieát ra, caây coù theå khoâng chæ xua ñuoåi maø coøn daãn duï nhöõng thieân ñòch coù lôïi (haïi cho saâu) bieát boø, bieát bay ñeán vôùi mình. Nhöõng ví duï veà öùng duïng ñoäc toá thöïc vaät raát nhieàu, ví duï noàng ñoä caùc chaát do caây laõnh sam duglat toång hôïp coù theå laøm cho boïn coân truøng coù caûm tình hay aùc caûm vôùi caây ñoù. Duøng laù caây bình baùt giaõ nhoû, thaû vaøo ruoäng coù dieät ñöôïc raày naâu haïi luùa. Caây coû hoâi vöøa laøm phaân xanh boùn ruoäng vöøa dieät coân truøng, saâu haïi.

Nhöõng ngöôøi vuøng Pireâneâ ñaõ duøng nhöõng chieác laù heïp baøn, coù chaát dính cuûa caây baãy dính baét coân truøng ñeå laøm baãy ruoài. Vaø coù theå noùi raèng nhieàu khi noù coøn coù hieäu löïc cao hôn caû nhöõng baêng dính do nhaø maùy coâng nghieäp saûn xuaát ra. Trong nhaø, treân moät caây nhö vaäy coù tôùi 230 con ruoài bò baét trong voøng 1 ngaøy.

Caùc nhaø khoa hoïc ñaõ laøm haøng ngaøn thí nghieäm ñeå nghieân cöùu nhöõng chaát fitonxit töø gai, baïch khuaát, bình boàng vaøng, teá taân, tröôøng sinh ñaéng, naám söõa, ñaäu choåi, caø döôïc, toûi vaø haønh. Caùc chaát fitonxit cuûa nhöõng caây naøy taùc ñoäng leân vi khuaån gaây beänh cho caây chaúng khaùc naøo thuoác khaùng sinh trong y hoïc. Ví duï, chaát coù trong bình boàng vaøng, ngay caû khi pha loaõng cheá phaåm töø chaát ñoù ra haøng trieäu laàn, vaãn coù khaû naêng öùc cheá sinh tröôûng vi khuaån coù haïi cho caây.

Caùc nhaø khoa hoïc cuõng ñaõ tieán haønh nhöõng thí nghieäm veà xöû lyù tröôùc khi gieo haït baép caûi vaø caø chua baèng caùc cheá phaåm fitonxit. Ngöôøi ta söû duïng arenarin – fitonxit töø caây cuùc baát töû caùt, imanin vaø novoimain töø caây coû ban xuyeân laù vaø 30 loaïi cheá phaåm khaùc töø caùc caây coù hoaït tính fitonxit. Ví duï, arenarin öùc cheá höõu hieäu söï sinh tröôûng vaø phaùt trieån cuûa moät loaïi taùc nhaân gaây beänh ung thö caây caø chua. Ngay caû cheá phaåm pha loaõng 1 : 106 laàn vaãn höõu hieäu ñoái vôùi keû thuø cuûa caây coái.

2. Moät soá loaïi thuoác nam ñöôïc cheá töø thöïc vaät coù ñoäc toá ôû nöôùc ta

a) Caây baõ ñaäu

Ñoäc toá chöùa trong caây baõ ñaäu (crontontiglium linn), ñöôïc troàng laøm caây boùng maùt tröôùc saân nhaø; quaû baèng ñaàu ngoùn tay uùt, thaùng 8-9 quaû chín, thu laáy haït. Haït coù vò cay, raát ñoäc, ñem giaû, boïc giaáy baûn eùp roài

328

rang vaøng haï thoå goïi laø baõ ñaäu söông - laø moät loaïi thuoác ñoäc nhöng vôùi moät löôïng nhoû nhaát ñònh cuõng coù taùc duïng tröø haøn tích, phaù keát, tröø ñaøm.

Ñeå chöõa haøn tích, taùo boùn, khoù thôû, ngaøy duøng 0,05 - 0,2g baõ ñaäu söông, 1 - 2g haéc baõ ñaäu (baõ ñaäu söông sao ñen).

Thuoác khoâng theå duøng cho ngöôøi suy nhöôïc, phuï nöõ coù thai, taùo boùn do nhieät keát. Neáu ngoä ñoäc, chöõa baèng ñaäu xanh giaõ nhoû, naáu kyõ hoaëc uoáng nöôùc giaõ haït ñaäu.

b) Caây ñaïi

Voû caây ñaïi (caây söù) coù vò ñaéng, ít ñoäc, ñöôïc duøng chöõa taùo boùn, phuø thuõng. Nhuaän traøng 4 - 5g/ngaøy. Taåy xoå 10 - 20g/ngaøy. Hoa ñaïi chöõa ho nhieät, löông huyeát, tieâu ñôøm, 4 - 12g/ngaøy.

c) Caffeine

Caffeine coù theå duøng ñeå chöõa caùc beänh hen, beänh tim vaø nhö thuoác lôïi tieåu.

d) Caø ñoäc döôïc

Ngöôøi ta duøng laù caø ñoäc döôïc vì coù hoaït chaát laø hyoxin vaø atropine, laøm daõn nôû cô voøng, giaûm söï tieát nöôùc boït vaø moà hoâi. Atropine coù taùc duïng giaûm ñau neân ñöôïc duøng ñieàu trò caùc beänh veà ñöôøng ruoät. Caø ñoäc döôïc coù taùc duïng khöû phong thaáp, chöõa hen suyeãn. Nöôùc saéc duøng ñeå röûa nhöõng nôi da teâ daïi, haøn thaáp cöôùc khí; cuoän thaønh thuoác laù huùt chöõa ho do caûm laïnh. Nhöõng ngöôøi theå löïc yeáu khoâng duøng ñöôïc.

e) Caây truùc ñaøo

Duøng laù vì coù chöùa glucosite: oleandrin, nerian, neriantin, advenerin. Lieàu thaáp duøng laøm ñieàu trò chöùng tuï nöôùc trong nguõ taïng laøm buïng to, gaây lôïi tieåu vaø coù taùc duïng chính laø trôï tim.

f) Caây xöông roàng

Nhöïa caây xöông roàng raát ñoäc, gaây boûng raùt da, ñöôïc duøng chöõa ñau buïng, ñau raêng vaø laøm thuoác saùt truøng.

g) Naám cöïa gaø

Coù ñoäc toá alkaloid thuoäc nhoùm ergotamine vaø ergotoxine. Duøng lieàu nhoû kích thích giao caûm, co maïch, laøm co boùp töû cung.

329

h) Haønh toûi

Nhaân daân ta töø laâu ñôøi ñaõ bieát duøng caùc phitoxit trong haønh, toûi, nhaát laø trong haønh taêm vaø toûi ñoû ñeå dieät khuaån hay giaûi caûm, nhaát laø caûm cuùm sieâu vi cho ngöôøi hay chöõa beänh toi gaø.

i) Rau thôm

Trong caùc böõa aên, nhaân daân ta thöôøng duøng rau thôm nhö rau muøi, ñinh laêng, loäc queá, tía toâ, kinh giôùi, daáp caù laø nhöõng laù caây chöùa nhieàu chaát khaùng sinh dieät khuaån. Haàu heát caùc rau thôm naøy ñeàu laø nhöõng vò thuoác nam.

j) Moät soá öùng duïng khaùc

Ngöôøi ta coù theå öùng duïng ñoäc toá trong caây traâm baàu hay haït na ñeå dieät coân truøng. Dieät chaáy raän baùm ngöôøi vaø baùm gia suùc gia caàm baèng nöôùc laù xoan. Laù bình baùt giaõ nhoû coù theå dieät raày naâu haïi luùa. Laù traàu khoâng dieät ñæa. Laù thuoác laøo choáng vaét.

6.6.2. Söû duïng ñoäc toá ñoäng vaät

1. Treân theá giôùi

* Noïc raén: naêm 1895, baùc só haûi quaân Albert Calmette, giaùm ñoác Vieän Vi truøng hoïc Saøi Goøn ñaõ ñöa ra nguyeân taéc cheá taïo “huyeát thanh trò raén caén” vaø laàn ñaàu tieân treân theá giôùi ñaõ saûn xuaát thaønh coâng huyeát thanh choáng noïc ñoäc raén hoå mang taïi Vieän Pasteur Saøi Goøn. Veà Phaùp, oâng nghieân cöùu noïc ñoäc cuûa corbra sau khi ñaõ giaûm ñoäc baèng voâi vaø bieán noù thaønh vaécxin taïi Vieän Pasteur ôû Lille do oâng saùng laäp.

Noïc cuûa nhieàu loaøi raén nhö vipera russeli, bothrops, jararaca bothrops atrox coù taùc duïng laøm giaûm thôøi gian ñoâng maùu, moät dung dòch pha loaõng cuûa noïc raén luïc coù taùc duïng caàm maùu roõ reät treân moïi veát thöông chaûy maùu maø khoâng gaây neân moät taùc duïng ñoäc naøo.

Maëc duø noïc raén cuûa caùc loaïi raén ñoäc, ñoä ñoäc raát cao nhöng ngöôøi ta vaãn coù theå lôïi duïng noù. Vôùi moät lieàu nhoû vöøa phaûi, noïc raén coù theå laøm giaûm ñau. Khi tieâm döôùi da vôùi moät vaøi “ñôn vò chuoät nhaét” cuûa noïc hoå mang coù theå laøm giaûm ñau trong caùc beänh ung thö, beänh tabes, beänh vieâm khôùp, beänh ñau thaét ngöïc.

Taùc duïng cuûa noïc raén treân heä tuaàn hoaøn cuõng ñöôïc aùp duïng. Döôùi taùc duïng cuûa nhöõng lieàu nhoû, noïc raén hoå mang noïc bothrops coù theå laøm haï huyeát aùp cuûa nhöõng beänh nhaân cao huyeát aùp.

330

Dòch chieát noïc raén bieån coù taùc duïng an thaàn, coù khaû naêng giaûm traïng thaùi co giaät gaây ra bôûi penterazol.

* Ong: ngöôøi ta ñaõ söû duïng moät soá loaøi ong daïi gioáng nhö moät “thieân ñòch” aên saâu boï coù haïi cho muøa maøng. Thoáng keâ sô boä thaáy raèng, trung bình trong hai thaùng moät toå ong vaøng vespa ñaõ aên heát 210.000 con ruoài. Ong laø baïn cuûa ngöôøi quaù roõ raøng nhöng ñoâi baïn naøy chaúng bao giôø aên yù hoøa hôïp vôùi nhau, töïu trung cuõng do muïc ñích cuûa con ngöôøi trong vieäc söû duïng ong khaùc nhau tuøy töøng choã, töøng nôi. Chaúng haïn, nhöõng nhaø laâm nghieäp lao ñoäng treân röøng thì chaúng öa ong vaøng, ong baép caøy, ong voø veõ. Chæ vì baûo veä toå maø ong voø veõ ñaõ gieát cheát khoâng bieát bao nhieâu ngöôøi. Theá nhöng ong voø veõ cuõng ñaõ giuùp ngöôøi ñaùnh giaëc khaù ñaéc löïc trong chieán tranh.

Trong chieán dòch thaäp töï chinh Thoå Nhó Kyø, vua Risa ñeä nhaát ñaõ cho neùm vaøo quaân ñòch nhöõng huõ ñaát seùt trong ñoù coù ñöïng ong. Söû saùch coøn ghi nhieàu traän ñaùnh oanh lieät laøm cho keû thuø hoaûng sôï phaûi chaïy taùn taùc khi coù ong. Trong khaùng chieán choáng Myõ, du kích vaø boä ñoäi ñaõ bieát huaán luyeän cho ong voø veõ töï tìm ñòch maø ñaùnh. Nhieàu traän, quaân Myõ vôùi caùc trang phuïc hieän ñaïi töø ñaàu ñeán chaân ñaõ phaûi boû maïng döôùi voùi chích ong voø veõ ñaõ ñöôïc ta huaán luyeän.

* Kieán: con vaät ñöôïc ngöôøi ta söû duïng nhö ngöôøi lính gaùc caây troàng vaø caây röøng. Caàn cuø suoát ngaøy ñeâm, kieán giuùp con ngöôøi tieâu dieät khaù nhieàu saâu haïi. Töø laâu, sau khi troàng caây, ngöôøi ta thöôøng mang kieán voáng ñeán thaû, ñeå tröø saâu haïi. ÔÛ caùc vöôøn caây aên traùi Ñoàng baèng soâng Cöûu Long, ngöôøi noâng daân thaû kieán vaøng ñeå dieät saâu haïi cam raát hieäu quaû. ÔÛ YÙ, ngöôøi ta ñaõ tính ñöôïc raèng trong 20 ngaøy, moät toå kieán voáng coù 3 tyû con coù theå tieâu dieät heát 150 taán coân truøng coù haïi.

Taùc duïng to lôùn cuûa kieán formica trong vieäc baûo veä röøng. Ngöôøi ta tính raèng, chæ caàn moät toå kieán naøy cuõng coù theå baûo veä ñöôïc 1 ha röøng khoûi bò saâu haïi taán coâng.

Moät soá nôi ôû Nam Myõ, thoå daân da ñoû coøn duøng kieán ñeå khaâu veát thöông. Phöông phaùp cuûa hoï chuû yeáu döïa vaøo taäp tính cuûa loaøi kieán dorylus khi taán coâng thì ñoâi haøm keïp chaët vaøo ñoái phöông cho ñeán cheát cuõng khoâng chòu buoâng ra. Vì vaäy, sau khi meùp caùc veát thöông ñöôïc kieán caëp chaët laïi thì ngöôøi ta baáu töø coå chuùng ñeå cho ñaàu noù dính chaët vaøo veát thöông cho ñeán khi laønh.

331

2. Trong Ñoâng y ôû Vieät Nam

a) Raén vaø noïc raén

Trong Ñoâng y, raén ñöôïc duøng döôùi daïng röôïu raén (tam xaø, nguõ xaø) chöõa ñau nhöùc chaân tay, söng khôùp xöông, moûi trong xöông. Phuï nöõ coù thai khoâng duøng ñöôïc.

Xaùc raén (xaø thoaùi) coù taùc duïng khöù phong, saùt truøng, tan moäng; duøng chöõa nhöõng chöùng ñoäng kinh nguy hieåm cuûa treû em, saùt truøng, trò ñau coå hoïng, lôû gheû. Ngaøy duøng 6 - 12 g döôùi daïng thuoác saéc hay ñoát chaùy. Töông truyeàn, vua Minh Maïng coù baøi thuoác röôïu ngaâm raén raát hay taêng cöôøng sinh löïc vaø nam tính. Nhieàu nhaø coù bình röôïu ngaâm raén duøng haøng ngaøy.

b) Noïc ong

Noïc ong duøng ñieàu trò moät soá beänh teâ thaáp, vieâm daây thaàn kinh toïa.

c) Maät caù traém

Maëc duø maät caù traém deã gaây ngoä ñoäc, laøm ñau buïng, ñi æa loûng, noân, khoù thôû, khaïc ra maùu vaø cheát nhöng vaãn ñöôïc duøng vôùi lieàu nhoû thích hôïp ñeå laøm thuoác ñieàu trò beänh ñau maét ñoû keùo maøng, chöõa treû em ñôøm daõi, uûng treä.

6.6.3. Veà vi khuaån

1) Treân theá giôùi

Chuùng ta ñöøng queân raèng khí haäu, thôøi tieát vaø vieâm pheá quaûn, vieâm haàu hoïng coù lieân quan chaët cheõ vaøo nhöõng thaùng ñoåi muøa, thaùng laïnh reùt. Trôøi laïnh ta vaãn thöôøng hay ñoùng kín cöûa, khoâng khí ít löu thoâng, do ñoù, khaû naêng laây truyeàn beänh cuûa sieâu vi truøng (virus) raát cao. Thôøi tieát laïnh coù aûnh höôûng tröïc tieáp ñeán vieäc treû em bò giaûm söùc ñeà khaùng choáng laïi nhieãm truøng. Do ñoù, khoâng ñöôïc ñeå con treû bò nhieãm laïnh, nhaát laø treû sô sinh. Vaøo nhöõng thaùng khí trôøi giaù laïnh vaø aåm, caàn cho treû aên uoáng ñaày ñuû hôn, giöõ cô theå treû aám moät chuùt.

Heä tieâu hoùa laøm vieäc khoù khaên vaø maïch maùu chæ huùt moät löôïng chaát dinh döôõng ñuû duøng. Caùc tuyeán tieâu hoùa tieát ra moät löôïng dòch tieâu hoùa vöøa phaûi ñeå hoùa hôïp thöïc phaåm. Neáu aên uoáng quaù möùc, löôïng thöïc phaåm dö trong bao töû taïo neân söï meät moûi… vaø gaây neân beänh taät neáu tình traïng treân thöôøng xuyeân taùi dieãn. Chaát ñöôøng khoù tieâu, ñoïng laïi raát laâu, do ñoù deã sinh ra men chua, laøm ñaày hôi, khoù ñöôïc haáp thuï.

332

Veà beänh moâi tröôøng, neáu oâ nhieãm, thöôøng xuaát hieän nhieàu beänh; thí duï, soát reùt, soát xuaát huyeát, cuùm, ñau maét ñoû…, nhaát laø vaøo muøa möa. Moâi tröôøng khoâng xöû lyù oâ nhieãm phaân vaø raùc moät caùch thích hôïp thì deã gaây beänh ñöôøng ruoät, tieâu chaûy vaø beänh giun saùn … aûnh höôûng ñeán tình traïng dinh döôõng. Theá nhöng, do ñaâu maø coù moâi tröôøng xaáu nhö vaäy ?

Cuoái cuøng laïi coù theå qui traùch nhieäm cho thoùi quen, taäp quaùn aên uoáng, buoân baùn ñoà aên, xaû raùc, phoùng ueá, ñi tieâu böøa baõi, khoâng ñuùng vaøo nôi qui ñònh! Tröôùc khi nhaø nöôùc kieám ñuû kinh phí lo cho nhöõng tieän nghi veä sinh coâng coäng, thieát nghó cuõng vaãn coù theå coù nhöõng noã löïc caù nhaân vaø coäng ñoàng ñeå baûo veä moâi tröôøng chung cho moïi ngöôøi: taäp thoùi quen khoâng khaïc nhoå böøa baõi, khoâng phoùng ueá, ñi caàu böøa baõi. Traùi laïi, coá tham gia ñoùng goùp phaàn rieâng caù nhaân laøm saïch ñeïp nhöõng nôi cuûa chung moïi ngöôøi nhö coâng vieân, loái ñi, ñöôøng saù, hoà bôi, ...

Ngöôøi ta ñaõ öùng duïng ñoäc toá vi sinh vaät nhö sau:

• Taïo chaát khaùng sinh

- Vi khuaån

+Interforma cho chaát khaùng sinh formaxin A, B

+ Aureofacieus cho chaát khaùng sinh tetracycline

+ Erytharalus cho chaát khaùng sinh eruthromycine

+ Venezuelae cho chaát khaùng sinh cloramphenicol

- Naám: ganodermateceal laø loaïi naám ñoäc, duøng ñieàu trò muïn nhoït vaø taùc duïng vôùi vi khuaån gram (+) vaø moät soá vi khuaån khaùng axite.

• Cheá vaccine phoøng beänh

- Vaccine phoøng beänh laø hình thöùc tieâm vaøo cô theå moät löôïng vi truøng gaây beänh ñaõ laøm yeáu ñi ñeå cô theå coù khaû naêng mieãn dòch, phoøng tröôùc ñöôïc beänh, ví duï nhö vaccine phoøng choáng beänh uoán vaùn, beänh daïi, baïch haàu, vieâm gan sieâu vi...

• Taïo khaùng vieâm

Lôïi duïng taùc duïng cuûa moät soá ñoäc toá ñeå taïo ra caùc khaùng vieâm, giuùp cho quaù trình hình thaønh ñoäc toá mieãn dòch (Ñoäc toá mieãn dòch laø phöùc hôïp taïo neân bôûi lieân keát coäng hoùa trò giöõa moät khaùng theå vaø ñoäc toá tieát ra).

333

2. ÔÛ Vieät Nam - Thöïc teá ôû Vieät Nam ñaõ cho thaáy, nhöõng nhoùm beänh truyeàn nhieãm

do chaát thaûi gaây neân toàn taïi phaùt trieån ñöôïc laø nhôø nhöõng ñieàu kieän veà khí haäu vaø thu nhaäp ngöôøi daân cuõng nhö taäp tuïc sinh hoaït neáp soáng vaên hoùa, veä sinh moâi tröôøng.

- Naèm trong vuøng khí haäu nhieät ñôùi gioù muøa, muøa heø noùng vaø aåm laøm cho coân truøng truyeàn beänh phaùt trieån nhanh choùng, muøa ñoâng ngaén vaø khoâng laïnh laém khoâng ñuû haïn cheá vaø tieâu dieät kyù sinh truøng. Tính chaát ñaát xoáp vaø aåm taïo ñieàu kieän cho maàm beänh toàn taïi laâu.

* Bieän phaùp phoøng ngöøa • Ñoái vôùi gia suùc - Trong chaên nuoâi, caàn chuù yù phoøng choáng caùc beänh nhieãm khuaån

cho gia suùc, gia caàm: beänh phoå bieán hieän nay laø dòch H5N1 ôû gaø, lôû moàm long moùng ôû traâu boø, taùi xanh ôû heo.

- Tröôùc khi gieát thòt, suùc vaät phaûi ñöôïc nghæ ngôi thích ñaùng, phaûi ñöôïc nhaân vieân thuù y kieåm tra söùc khoûe chaët cheõ, chaån ñoaùn beänh taät. Nhöõng con vaät bò oám maø vaãn ñöôïc pheùp gieát thòt thì phaûi tieán haønh moå ôû moät khu rieâng bieät. Tröôøng hôïp cô sôû khoâng coù khu rieâng bieät, thì phaûi gieát con khoûe tröôùc roài môùi gieát con oám sau. Sau khi gieát, thòt phaûi ñöôïc thuù y kieåm tra qui ñònh caùch söû duïng.

- Trong quaù trình gieát moå, phaûi boá trí daây chuyeàn cho thích hôïp, theo ñuùng yeâu caàu veä sinh, traùnh ñeå loøng phaân vaø caùc thöù baån dính vaøo thòt. Phuû taïng phaûi röûa saïch tröôùc khi phaân phoái. Ñoái vôùi gia suùc bò beänh kieân quyeát tieâu huûy. Sau khi tieâu huûy, ñeå traùnh gaây oâ nhieãm caàn xöû lyù hoá choân gaø, heo, traâu boø beänh ñuùng veä sinh moâi tröôøng vaø theo doõi sau ñoù nhieàu thaùng. Caám tuyeät ñoái vöùt chuùng ra soâng, raïch, ñoài, baõi.

• Ñoái vôùi thöïc phaåm - Samonella coù theå thích öùng ôû + 37oC, nhöng + 20oC laø nhieät ñoä

thuaän lôïi cho vi khuaån phaùt trieån. Haï thaáp nhieät ñoä xuoáng, öùc cheá ñöôïc söï phaùt trieån nhöng khoâng tieâu dieät ñöôïc vi khuaån. Baûo quaûn laïnh laø bieän phaùp toát nhaát ñeå caát giöõ thöïc phaåm töôi ñöôïc laâu. Taát nhieân khoâng quaù yû laïi ñeán moät thôøi gian naøo ñoù thöïc phaåm trong tuû laïnh vaãn bò hoûng.

- Nhöõng thöùc aên nguoäi nhö thòt ñoâng, pateâ, gioø, chaû, ... trong cheá bieán chuyeân chôû, baûo quaûn phaûi tuaân theo qui cheá veä sinh heát söùc chaët cheõ.

334

- Öôùp muoái thöïc phaåm cuõng laø moät phöông phaùp öùc cheá söï phaùt trieån cuûa salmonella nhöng khoâng tieâu dieät ñöôïc chuùng. Vôùi noàng ñoä 6 – 8% NaCl chæ coù theå laøm cho salmonella phaùt trieån chaäm laïi. Noàng ñoä NaCl gaàn baõo hoøa, thôøi gian keùo daøi, vi khuaån môùi cheát heát ñöôïc. Nhöng cuõng coù tröôøng hôïp thòt öôùp maën vôùi noàng ñoä muoái 13 – 19 %, salmonella vaãn coøn soáng ñöôïc 75 ngaøy. Caàn chuù yù laø, neáu thòt muoái coøn coù salmonella soùt laïi, tröôùc khi naáu nöôùng, ngaâm nöôùc cho nhaït bôùt muoái, roài ñun thaät laâu, môùi khöû heát truøng.

- Trong thöïc teá, duø coá gaéng giöõ veä sinh vaãn khoâng theå phoøng traùnh trieät ñeå ngoä ñoäc thöùc aên do vi khuaån ñöôïc. Bieän phaùp toát nhaát laø naáu nöôùng thöïc phaåm tröôùc khi aên. Ñieàu kieän naáu nöôùng baûo ñaûm an toaøn, phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá nhö loaïi vi khuaån, möùc ñoä nhieãm khuaån, loaïi thöùc aên, caùch naáu, ...

- Moät soá thöùc aên soáng nhö aên soø huyeát, ngheâu... moät soá haûi saûn hay caù töôi theo kieåu “Su si” phaûi thaät söï khöû truøng tröôùc luùc aên khoâng coù rất deã ngoä ñoäc.

- Phaûi khaùm söùc khoûe thöôøng kyø cho ngöôøi laøm vieäc tröïc tieáp vôùi thöùc aên, phaùt hieän ngöôøi mang vi khuaån gaây beänh vaø chuyeån ngöôøi naøy sang coâng taùc khaùc, khoâng tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi thöïc phaåm.

Caâu hoûi 1. Ñoäc toá sinh hoïc laø gì? Caên cöù vaøo nguoàn goác, tính chaát thì ngöôøi

ta chia ñoäc toá sinh hoïc thaønh nhöõng daïng naøo? 2. Baïn haõy neâu nhöõng nguyeân nhaân cô baûn cuûa söï hình thaønh ñoäc toá

cuûa caùc loaøi ñoäng vaät? 3. Baïn haõy neâu nhöõng nguyeân nhaân cô baûn cuûa söï hình thaønh ñoäc toá

cuûa caùc loaøi thöïc vaät? 4. Haõy neâu nhöõng hieåu bieát cô baûn cuûa baïn veà naám ñoäc vaø caùc loaïi

ñoäc toá do naám tieát ra? Nhöõng aûnh höôûng cuûa ñoäc toá do naám tieát ra ñoái vôùi con ngöôøi vaø sinh vaät?

5. Nhöõng aûnh höôûng cuûa ñoäc toá do vi sinh vaät gaây ra ñoái vôùi caùc loaøi thöïc vaät?

6. Nhöõng aûnh höôûng cuûa ñoäc toá do vi sinh vaät gaây ra ñoái vôùi con ngöôøi ?

335

7. Tình hình öùng duïng ñoäc toá cuûa thöïc vaät vaøo caùc lónh vöïc treân theá giôùi vaø ôû Vieät Nam hieän nay nhö theá naøo?

8. Tình hình söû duïng ñoäc toá cuûa ñoäng vaät treân theá giôùi vaø ôû Vieät Nam hieän nay nhö theá naøo?

9. Baïn haõy ñeà xuaát nhöõng bieän phaùp phoøng ngöøa vaø giaûm thieåu nhöõng aûnh höôûng cuûa ñoäc chaát do vi sinh vaät gaây ra ñoái vôùi con ngöôøi?

10. Haõy neâu teân moät soá loaïi ñoäng thöïc vaät coù theå sinh ñoäc toá maø baïn bieát vaø öùng duïng cuûa ñoäc toá trong töøng tröôøng hôïp laø gì?

Taøi lieäu tham khaûo

1. TRAÀN TÖÛ AN, baøi giaûng kieåm nghieäm ñoäc chaát hoïc, Nhaø xuaát baûn Y hoïc, Haø Noäi, 1984.

2. LEÂ HUY BAÙ, NGUYEÃN ÑÖÙC AN, Quaûn trò moâi tröôøng noâng – laâm – ngö nghieäp, Nhaø xuaát baûn noâng nghieäp Haø Noäi,1996.

3. PHAÏM TROÏNG CUNG, Sinh hoïc cô sôû, Nhaø xuaát baûn Ñaïi hoïc vaø trung hoïc chuyeân nghieäp, Haø Noäi, 1990.

335

CHÖÔNG 7

CHAÁT ÑOÄC HOÙA HOÏC (CHEMICAL ECOTOXICOLOGY)

7.1. KHAÙI NIEÄM

Chaát ñoäc hoùa hoïc moâi tröôøng laø nhöõng chaát hoùa hoïc coù khaû naêng hay ñaõ vaø ñang gaây ñoäc cho ngöôøi, sinh vaät vaø heä sinh thaùi moâi tröôøng.

Khaùi nieäm naøy coù hôi khaùc vôùi “chaát ñoäc hoøa tan” (chemical poison).

Nghieân cöùu caùc chaát ñoäc hoùa hoïc moâi tröôøng laø xaùc ñònh veà ñònh tính vaø ñònh löôïng, caùc aûnh höôûng gaây ñoäc leân cô theå soáng cuûa ngöôøi, thöïc vaät vaø ñoäng vaät trong moät quaàn theå, quaàn xaõ, heä sinh thaùi, khi con ngöôøi vaø caùc sinh vaät naøy tieáp xuùc moät caùch giaùn tieáp hay tröïc tieáp vôùi noù. Keát quaû cuûa söï ngoä ñoäc ñoù tuøy thuoäc vaøo haøm löôïng chaát ñoäc, tính chaát hoùa hoïc cuûa chaát ñoäc khi tieáp xuùc leân cô theå cuûa ngöôøi vaø caùc ñoäng, thöïc vaät maø haäu quaû cuûa noù naëng hay laø nheï nhö gaây ngoä ñoäc, gaây bieán daïng, di truyeàn cho caùc theá heä sau hoaëc daãn ñeán töû vong. Ngöôøi ta ñaõ tìm thaáy nhöõng chaát ñoäc hoùa hoïc coù trong caùc moâ, trong caùc teá baøo, trong maùu. Nhöõng thí nghieäm phaân tích naøy ñöôïc thöïc hieän trong phoøng thí nghieäm vôùi caùc maùy phaân tích hieän ñaïi, coù ñoä phaân giaûi cao, coù theå phaùt hieän ôû noàng ñoä raát thaáp, khoaûng vaøi ppb vaø vaøi ppt.

Chaát ñoäc hoùa hoïc bao goàm caùc chaát ñoäc daïng ñôn chaát, hôïp chaát, daïng voâ cô, höõu cô vaø caùc hôïp chaát cô – kim. Tuøy thuoäc vaøo muïc ñích söû duïng maø ngöôøi ta saûn xuaát ra chuùng ôû caùc loaïi khaùc nhau ñeå phuïc vuï cho caùc muïc ñích khaùc nhau.

Ví duï, ñoái vôùi noâng nghieäp, ñeå taêng naêng suaát cho muøa maøng, dieät tröø saâu boï phaù luùa vaø hoa maøu thì ngöôøi ta phaûi saûn xuaát ra caùc loaïi hoùa chaát dieät coân truøng, saâu boï, hoùa chaát tröø saâu, hoùa chaát dieät coû… Trong chieán tranh, ngöôøi ta ñaõ cheá taïo ra caùc loaïi hoùa chaát cöïc ñoäc ñeå huûy dieät ñoái phöông, caây coái heä sinh thaùi, maø khoâng caàn ñeán suùng ñaïn.

Coù nhöõng chaát phaân huûy nhanh trong moâi tröôøng döôùi taùc ñoäng cuûa aùnh saùng maët trôøi, möa, gioù nhieät ñoä… nhöng cuõng coù nhöõng chaát beàn vôùi moâi tröôøng, khoâng bò phaân huûy bôûi vi sinh vaät vaø gaây taùc haïi xaáu cho moâi tröôøng. Hieän töôïng ñoù thuoäc phaïm vi nghieân cöùu cuûa “ñoäc hoùa hoïc moâi

336

tröôøng”. Ngaønh hoïc naøy nghieân cöùu aûnh höôûng cuûa caùc chaát hoùa hoïc leân sinh vaät soáng trong moâi tröôøng; cuõng nhö caùc taùc ñoäng qua laïi gaây aûnh höôûng tôùi heä thoáng sinh hoïc, caùc cô cheá phaûn öùng phaân huûy, bieán ñoåi, tích tuï vaø phaân taùn, ñoàng thôøi ñaùnh giaù taùc haïi cuûa moät soá chaát tieâu bieåu ñoái vôùi moâi tröôøng sinh hoïc.

7.2. KHAI QUANG DIEÄT COÛ – CHAÁT ÑOÄC ÑIEÅN HÌNH (xem theâm chöông 8)

Chaát ñoäc hoùa hoïc goàm nhieàu chuûng loaïi, nhieàu daïng. Coù khi ngöôøi ta saûn xuaát vôùi muïc ñích roõ raøng, nhöng cuõng coù khi töï saûn sinh (voâ tình) trong quaù trình coâng nghieäp maø taùc giaû cuûa noù khoâng löôøng tröôùc. Daãu hoaøn caûnh naøo thì taùc ñoäng ñoäc haïi cuûa noù ra moâi tröôøng laø ñaùng keå. Sau ñaây giôùi thieäu moät vaøi loaïi ñieån hình.

– Chaát ñoäc da cam (agent orange): laø hoãn hôïp cuûa 50% n–butyleste cuûa 2,4 dichlorophenoxy axetic acid (2,4–D) vaø 50% n–butyleste cuûa 2,4,5 trichlorophenoxy axetic (2,4,5–T). Ñaây laø hoùa chaát coù taùc duïng laøm ruïng laù caây trong thôøi gian töø 3–6 tuaàn sau khi phun.

– Chaát ñoäc ñoû tía (agent purple): laø hoãn hôïp 50% n–butyleste cuûa 2,4–D, 30% n–butyleste cuûa 2,4,5–T vaø 20% iso–butyleste cuûa 2,4,5–T

– Chaát ñoäc xanh lam (agent blue): laø caùc acid cacodylic

– Chaát traéng (agent white, tordon 101): laø caùc muoái tri–isopropanolamin cuûa 2,4–D vaø picloram.

Caùc chaát naøy coù theå saûn xuaát ra phuïc vuï chieán tranh, cuõng coù theå sinh ra do ñoát caùc chaát deûo (nhöïa, nilon) döôùi nhieät ñoä 850oC. Ví duï quaù trình ñoát raùc chöùa nhieàu hôïp chaát clo duø coù ôû nhieät ñoä cao ñi nöõa nhöng khoùi, hôi cuûa chuùng khi ñoát khoâng ñöôïc laøm nguoäi nhanh thì vaãn seõ taïo ra Dioxin, raát nguy hieåm. Vì vaäy, caùc oáng khoùi ñoát raùc nhöïa phaûi suïc qua boä phaän nöôùc laøm maùt.

7.3. ÑOÄC CHAÁT DUNG MOÂI

Caùc dung moâi höõu cô coù theå tan trong môõ cuõng nhö coù theå tan trong nöôùc, ñoàng thôøi chuùng coù theå chuyeån hoùa sinh hoïc trong cô theå ngöôøi. Nhöõng dung moâi tan trong môõ, khi ñi vaøo cô theå thì chuùng tích tuï trong caùc moâ môõ bao goàm caû heä thaàn kinh. Nhöõng dung moâi tan trong nöôùc, thì khi tieáp xuùc vôùi da, caùc dung moâi naøy hoøa tan trong moà hoâi vaø ñi vaøo cô

337

theå, roài sau ñoù chuùng coù theå phaân boá khaép nôi trong cô theå. Nhöõng dung moâi khoâng bò chuyeån hoùa sinh hoïc thì coù theå bò ñaøo thaûi ra ngoaøi theo nöôùc tieåu. Coøn ñoái vôùi nhöõng dung moâi chuyeån hoùa sinh hoïc thì söï trao ñoåi chaát xuaát hieän trong nöôùc tieåu vaø toác ñoä thaûi cuûa chuùng phuï thuoäc vaøo söï tieáp xuùc caùc dung moâi ñoù taïi nôi laøm vieäc. Ñoái vôùi taát caû caùc hoùa chaát dung moâi, söï giaùm saùùt sinh hoïc coù theå bao goàm caû vieäc öôùc löôïng noàng ñoä caùc hôïp chaát khoâng thay ñoåi trong maùu.

Taát caû caùc dung moâi höõu cô ñeàu coù moät ñaëc tính chung laø nhanh choùng haáp thuï trong phoåi vaø khi bò nhieãm caùc ñoäc chaát dung moâi thì chuùng laøm caûn trôû quaù trình trao ñoåi chaát cuûa cô theå.

Coù nhieàu loaïi dung moâi höõu cô gaây ñoäc caáp tính vaø maõn tính cho ngöôøi vaø ñoäng vaät khi tieáp xuùc tröïc tieáp vôùi chuùng. Sau ñaây laø moät soá loaïi dung moâi tieâu bieåu maø chuùng ta thöôøng söû duïng trong caùc phoøng thí nghieäm hoaëc trong saûn xuaát.

7.3.1. Benzene

Benzene laø moät loaïi dung moâi hoøa tan ñöôïc raát nhieàu chaát nhö môõ, cao su, vecni, da, sôïi, vaûi, len … Trong coâng nghieäp hoùa hoïc, benzene ñöôïc söû duïng trong quaù trình toång hôïp.

a) Tính chaát

Benzene laø moät hydrocarbon thôm, coù coâng thöùc C6H6 ñöôïc chieát töø than ñaù hoaëc daàu moû.

Benzene laø moät chaát loûng khoâng maøu, deã bay hôi, coù muøi. Noùng chaûy ôû nhieät ñoä 5,48oC, soâi ôû 80oC. ÔÛ nhieät ñoä bình thöôøng, benzene nheï hôn nöôùc, d = 0,87g. Hôi benzene naëng hôn khoâng khí, 1 lít hôi benzene ôû ñieàu kieän tieâu chuaån naëng 3,25g. Khi benzene hoãn hôïp vôùi khoâng khí ôû tyû leä 1,4 – 6% coù khaû naêng gaây noå.

b) Taùc haïi

Benzene haáp thuï thoâng qua phoåi vaø qua da. Khi tieáp xuùc ôû lieàu cao gaây ñoäc caáp tính, suy giaûm thaàn kinh trung öông, gaây choùng maët, nhöùc ñaàu, ngoâïp thôû vaø daãn ñeán roái loaïn tieâu hoùa nhö keùm aên, xung huyeát nieâm maïc mieäng, noân, roái loaïn huyeát hoïc, thieáu maùu. Khi ngöøng tieáp xuùc vôùi benzene beänh vaãn bò keùo daøi do benzene tích luõy trong caùc moâ môõ, tuûy xöông gaây ra beänh baïch caàu. Neáu bò nhieãm maõn tính thì gaây xaùo troän

338

ñöôøng daï daøy, ruoät, nhieãm saéc theå baïch caàu, gaây xaùo troän DNA di truyeàn. Hôïp chaát cuûa benzene phöùc taïp khi chuyeån hoùa thaønh sinh hoïc, benzene deã daøng keát hôïp vôùi protein hoaëc nucleic acid trong cô theå.

c) Lieàu löôïng gaây ñoäc: 10 – 15g haáp thuï trong cô theå, gaây töû vong cho ngöôøi vaø ñoäng vaät.

7.3.2. Toluene

a) Tính chaát

Toluene (methylbenzene) coù coâng thöùc C6H5CH3 laø chaát loûng, nhieät ñoä soâi 110,6oC, aùp suaát bay hôi ôû 31oC laø 40 mmHg, coù tyû troïng nhoû hôn nöôùc d = 0,8, ít bay hôi hôn so vôùi benzene, hoøa tan nhieàu chaát, ñöôïc söû duïng laøm dung moâi thay theá. Toluene laø moät loaïi dung moâi deã baét chaùy.

Toluene ñöôïc öùùng duïng roäng raõi trong coâng nghieäp nhö saûn xuaát sôn, nhöïa thoâng, keo. Toluene ñöôïc coi nhö laø moät loaïi dung moâi trong saûn xuaát cao su, traùng phim keõm. Ñaây cuõng laø nguyeân lieäu thoâ cho caùc phaûn öùng toång hôïp höõu cô.

b) Taùc haïi

Khi hít phaûi, toluene haáp thuï vaøo phoåi, coøn khi tieáp xuùc treân da thì toluene ñi qua ñöôøng da; vì toluene coù tính tan toát trong môõ neân noù ñi qua da, tan moät phaàn trong lôùp môõ döôùi da vaø tích tuï laïi taïi caùc moâ môõ, aûnh höôûng ñeán heä thaàn kinh vaø naõo. Ñoái vôùi ngöôøi, khi ñaõ nghieän moät thöù gì thì deã bò nhieãm toluene hôn laø ngöôøi khoâng nghieän. Khi bò nhieãm toluene naëng thì khoâng coù thuoác giaûi ñoäc vaø daãn ñeán caùi cheát.

c) Nhieãm caáp tính

Khi bò nhieãm treân 100 mg/kg toluene, gaây ra hieän töôïng hoa maét, choaùng vaùng, ñau ñaàu, co giaät vaø coù khaû naêng daãn ñeán hoân meâ. Toluene khoâng taùc ñoäng ñeán heä thaàn kinh ngoaïi bieân vaø döôùi söï tieáp xuùc toluene bình thöôøng thì chuùng cuõng khoâng gaây nguy hieåm cho boä naõo.

d) Nhieãm maõn tính

Hít phaûi khí toluene thöôøng xuyeân seõ coù nhöõng trieäu tröùng nhöùc ñaàu, chaùn aên, xanh xao, thieáu maùu, tuaàn hoaøn maùu khoâng bình thöôøng. Neáu phaûi laøm vieäc lieân tuïc trong tình traïng tieáp xuùc vôùi toluene seõ daãn ñeán tình traïng thaãn thôø, maát trí nhôù vaø deã xuùc ñoäng.

339

7.3.3. Xylene

a) Tính chaát

Xylene cuõng laø moät loaïi dung moâi höõu cô. Nhìn chung, xylene ít ñoäc hôn vaø ít ñöôïc söû duïng hôn so vôùi toluene. Xylene ñöôïc söû duïng trong saûn xuaát sôn, vecni vaø toång hôïp caùc thuoác nhuoäm; xylene cuõng ñöôïc theâm vaøo chaát ñoát nhö laø chaát phuï gia. Xylene ñöôïc öùng duïng nhieàu trong phoøng thí nghieäm ñeå toång hôïp paraffin.

b) Taùc haïi

Khi hít phaûi hôi xylene thì töø 60 – 65% ñöôïc giöõ laïi ôû trong phoåi, gaây toån thöông cho phoåi. Khi tieáp xuùc vôùi xylene thì noù ñöôïc haáp thuï qua da vaø ñaøo thaûi qua nöôùc tieåu. Quaù trình chuyeån hoùa sinh hoïc cuûa xylene cuõng gioáng nhö toluene: khi cô theå bò nhieãm xylene thì xylene seõ chuyeån hoùa thaønh methylhippuric acid vaø daáu hieäu naøy tìm thaáy trong nöôùc tieåu.

Ngöôøi ta chöa phaùt hieän nhieãm maõn tính bôûi xylene. Tuy nhieân, nhöõng coâng nhaân laøm vieäc, khi tieáp xuùc vôùi xylene, ñeàu phaøn naøn raèng, hoï caûm thaáy coù vò ngoït ôû trong mieäng vaø gaây böùt röùt khoù chòu, ñoàng thôøi bò maéc chöùng vieâm da.

7.3.4. Carbon tetrachloride

a) Tính chaát

Coâng thöùc CCl4, nhieät ñoä soâi 77,2oC, aùp suaát bay hôi ôû 20oC laø 91 mmHg. Carbon tetrachloride phaân huûy thaønh phosgene (COCl2) vaø hydrochloric acid döôùi taùc duïng nhieät. CCl4 ñöôïc söû duïng nhö laø moät dung moâi vaø caùc chaát trung gian trong caùc quaù trình coâng nghieäp.

b) Taùc haïi

CCl4 laøm suy giaûm vaø toån thöông haàu heát caùc teá baøo trong cô theå, nhö heä thoáng thaàn kinh trung öông, gan vaø caùc maïch maùu. Tính nhieãm ñoäc xuaát hieän daãn ñeán suy nhöôïc caùc cô quan noäi baøo, cô tim coù theå bò suy yeáu vaø chuùng gaây loaïn nhòp tim, taâm thaát; xuaát hieän aûnh höôûng caùc chaát ñoäc ñeán taát caû caùc boä phaän. Suy thoaùi thaän, phoåi… coù theå daãn ñeán suy thoaùi môõ. Maøng trong maïch maùu coù theå bò toån thöông. Bieåu hieän chính khi bò nhieãm ñoäc carbon tetrachloride laø hoân meâ, vaøng da.

340

c) Nhieãm ñoäc caáp tính

Do hít phaûi vaø do nhieãm ñoäc qua da vôùi lieàu löôïng lôùn. Lieàu gaây ñoäc cho ngöôøi lôùn laø 2 – 5 ml, giôùi haïn tieáp xuùc laø 5 ppm. Khi bò ngoä ñoäc, naïn nhaân bò ñau buïng, buoàn noân, oùi möûa choùng maët, maïch bò chaäm hoaëc baát thöôøng haï huyeát aùp. Neáu tænh laïi, beänh nhaân coù caùc trieäu tröùng nhö buoàn noân, bieáng aên... khoaûng moät hai tuaàn sau ñoù coù bieåu hieän toån haïi ñeán gan, vaøng da; toån haïi veà thaän, taêng caân ñoät ngoät naëng daãn ñeán hoân meâ.

d) Nhieãm ñoäc maõn tính

Khi nhieãm ñoäc ôû noàng ñoä thaáp do tieáp xuùc thöôøng xuyeân vôùi CCl4 thì beänh nhaân coù caùc trieäu chöùng nhö meät moûi, bieáng aên, noân möûa thöôøng xuyeân, buïng khoù chòu coù caûm giaùc luùc naøo cuõng nhö buoàn noân, maét khoâng nhìn roõ, maát trí nhôù vaø maát khaû naêng nhaän bieát maøu, vieâm da…

7.3.5. Tetrachloroethane

a) Tính chaát

Tetrachloroethane ñöôïc söû duïng nhö laø moät chaát trung gian ñeå saûn xuaát tetrachloroethylene vaø trichloroethylene. Tetrachloroethane ñöôïc söû duïng roäng raõi. Tuy nhieân, ñaây laø moät loaïi dung moâi cöïc ñoäc neân hieän nay noù ñaõ ñöôïc thay theá baèng caùc dung moâi khaùc.

b) Quaù trình haáp thuï tetrachloroethane

Khi hít phaûi hoaëc tieáp xuùc loaïi dung moâi naøy, noù ñöôïc haáp thuï qua phoåi vaø da; sau ñoù, noù ñöôïc baøi tieát ra ngoaøi nhöng quaù trình baøi tieát dieãn ra chaäm. Quaù trình haáp thuï chaát naøy vaøo cô theå dieãn ra phöùc taïp.

c) Taùc haïi

Tetrachloroethane laø loaïi dung moâi ñoäc nhaát cuûa nhoùm chlorine hydrocarbon. Tetrachloroethane coù muøi gioáng nhö muøi cuûa chloroform nhöng khaû naêng gaây meâ cuûa noù cao hôn gaáp hai hay ba laàn chloroform.

Tetrachloroethane gaây ra hai hoäi chöùng ñaëc bieät, ñoù laø nhieãm ñoäc heä thaàn kinh vaø taùc ñoäng tröïc tieáp vaø maïnh meõ leân gan. Ngöôøi ta ñaõ thaáy raèng, caùc phuï nöõ, trong quaù trình saûn xuaát ngoïc trai nhaân taïo, phaûi tieáp xuùc vôùi loaïi dung moâi naøy khieán hoï deã bò ruøng mình, choùng maët vaø ñau ñaàu. Neáu tieáp xuùc ôû noàng ñoä lôùn hôn thì coù trieäu chöùùng ñau gan vaø keát quaû bò vaøng da, coù theå daãn ñeán caùi cheát.

341

7.3.6. Methylene chloride (dichlormethane)

a) Tính chaát

Methylene chloride laø loaïi dung moâi bay hôi maïnh, ñöôïc söû duïng trong saûn xuaát phim cellulose acetate vaø cuõng laø moät thaønh phaàn cuûa sôn.

b) Quaù trình haáp thuï cuûa methylene chloride

Methylene chloride haáp thuï qua phoåi vaø coù theå haáp thuï qua da. Khi ñi vaøo cô theå, methylene chloride chuyeån ñoåi thaønh CO2, qua giai ñoaïn trung gian laø carbon monoxide keát hôïp vôùi hemoglobin taïo thaønh carboxyhemoglobin. Sau khi bò ngoä ñoäc methylene chloride khoaûng 150 ppm thì noù seõ taïo ra saûn phaåm töông ñöông carborxyhemoglobin vaø 35 ppm carbon monoxide trong cuøng moät thôøi gian. Trong caû hai tröôøng hôïp, carboxyhemoglobin taêng leân khoaûng 5%. Nhöõng ngöôøi nghieän thuoác laù, khi bò nhieãm methylene chloride thì löôïng carboxyhemoglobin seõ cao hôn ngöôøi khoâng huùt thuoác laù.

c) Taùc haïi

Methylene chloride coù tính chaát gaây meâ. Tieáp xuùc khoaûng 300 ppm thì ngöôøi ôû trong tình traïng buoàn nguû; khi tieáp xuùc vôùi lieàu cao hôn thì ngöôøi tieáp xuùc seõ bò maát trí nhôù. Ngöôøi ta ñaõ khaùm phaù ra raèng, khi tieáp xuùc laâu daøi vôùi methylene chloride thì ngöôøi tieáp xuùc deã bò beänh veà tim.

7.3.7. Carbon disulfide (CS2)

a) Giôùi thieäu

Carbon disulfide ñaõ ñöôïc bieát ñeán töø naêm 1850; hoùa chaát naøy ñöôïc coi nhö laø moät loaïi dung moâi hoøa tan cao su vaø noù ñöôïc söû duïng trong saûn xuaát sôïi tô nhaân taïo vaø laøm chaát trung gian ñeå saûn xuaát phoát pho.

Moät öùng duïng quan troïng cuûa CS2 laø laøm sôïi tô nhaân taïo. Trong quaù trình saûn xuaát sôïi tô nhaân taïo thì saûn phaåm cuûa caùc quaù trình hoùa hoïc taïo ra saûn phaåm cuoái laø H2SO3.

b) Quaù trình haáp thuï cuûa CS2

Con ñöôøng bò nhieãm CS2 laø do hít phaûi hôi CS2 bay hôi, noù ñi qua phoåi chieám ñeán 70–90%, nhöng cuõng xaûy ra khi chaát naøy haáp thuï qua da. Khi carbon disulfide ñi vaøo cô theå thì chuùng keát hôïp vôùi caùc amino acid, caùc chaát tieâu hoùa vaø caùc protein trong maùu vaø trong caùc moâ. Quaù trình

342

oxy hoùa taïo ra CO2 vaø giaûi phoùng ra goác sulfur, keát hôïp vôùi men cytochrome P–450. Keát quaû cuûa quaù trình laø taïo ra goác oxygen töï do vaø oxygen töï do naøy seõ phaù huûy men cytochrome. Ngöôøi ta ñaõ tìm thaáy hôïp chaát coù chöùa sulfur trong nöôùc tieåu cuûa nhöõng coâng nhaân laøm vieäc tieáp xuùc vôùi carbon disulfide.

c) Taùc haïi cuûa carbon disulfide Carbon disulfide laø moät heä ñoäc ña daïng, noù ñaõ gaây nhieàu taùc ñoäng

maø ngöôøi ta ñaõ khaùm phaù ra. Chuû yeáu nhaát, ngoä ñoäc CS2 laøm cho maát trí nhôù, gaây roái loaïn taâm thaàn, gaây töùc giaän moät caùch voâ côù maø khoâng töï kieàm cheá ñöôïc, maát nguû, aûnh höôûng ñeán heä tuaàn hoaøn maùu, gaây beänh tim.

7.4. ÑOÄC CHAÁT DAÏNG ION Coù nhieàu chaát ñoäc daïng ion trong moâi tröôøng vaø khaû naêng gaây ñoäc

cuûa chuùng cuõng khoâng keùm caùc dung moâi höõu cô; khi lieân keát vôùi caùc chaát höõu cô taïo thaønh caùc hôïp chaát cô kim hoaëc lieân keát vôùi caùc ion traùi daáu taïo thaønh caùc hôïp chaát voâ cô chuùng cuõng gaây nguy haïi cho moâi tröôøng vaø ñôøi soáng cuûa sinh vaät. Sau ñaây coù theå keå ñeán moät soá chaát ñoäc daïng ion ñaëc tröng.

7.4.1. Clorur (Cl– ) Clorur laø moät trong caùc ion coù maët trong nöôùc vaø nöôùc thaûi. Vò maën

cuûa nöôùc laø do ion Cl– vôùi noàng ñoä treân 250 mg/l vaø cuøng vôùi söï coù maët cuûa Na+ töông ñöông veà maët ñöông löôïng laøm cho nöôùc coù vò maën cuûa muoái NaCl. Noàng ñoä cuûa muoái coù maët trong nöôùc uoáng phaûi tuaân thuû tieâu chuaån cho pheùp, ví duï nhö ñoái vôùi tieâu chuaån cuûa WHO, Cl– = 250 mg/l , cuûa Myõ laø 250 mg/l. Neáu vöôït tieâu chuaån naøy thì coù haïi cho söùc khoûe vaø nöôùc caàn xöû lyù.

Nguoàn nöôùc coù noàng ñoä Cl– cao coù khaû naêng gaây ræ seùt ñöôøng oáng vaø neáu nöôùc coù haøm löôïng Cl– quaù lôùn, töùc laø ñoä maën cuûa nöôùc quaù lôùn seõ gaây taùc haïi ñeán caây troàng. Trong nöôùc caáp neáu Cl– quaù nhieàu seõ gaây muøi khoù chòu vaø gaây haïi cho sinh vaät vaø ngöôøi söû duïng nöôùc. Ví duï, ôû noàng ñoä cuûa Cl– = 35,5 g/l seõ gaây taùc haïi ñeán caây troàng, caây coù khaû naêng cheát ôû nhöõng vuøng bò nhieãm maën.

7.4.2. Sulfate ( SO42–)

Neáu trong nöôùc coù SO42– thì nöôùc coù vò chua vaø nhöõng loaïi nöôùc

nhö vaäy coù khaû naêng bò nhieãm pheøn hoaëc bò nhieãm sulfate töø caùc moû

343

thaïch cao, nôi khai thaùc quaëng coù chöùa löu huyønh hoaëc do nöôùc thaûi coâng nghieäp, nöôùc pheøn … Khi trong nöôùc coù chöùa nhoùm ion SO4

2– thì seõ laøm cho pH cuûa nöôùc giaûm xuoáng, do taïo ra H2SO4 . Neáu pH thaáp seõ laøm cho caùc sinh vaät soáng trong nöôùc coù nguy cô bò cheát. Treân ñaát troàng troït, caây cuõng khoù tröôûng thaønh. Haøm löôïng sulfate coù trong nöôùc seõ gaây ra hieän töôïng aên moøn kim loaïi nhö ræ seùt ñöôøng oáng vaø laøm hö haïi caùc coâng trình xaây döïng.

7.4.3. Cyanur (CN–)

Ion CN– öùc cheá caùc men chöùa kim loaïi Fe, Cu taïo thaønh phöùc chaát giöõa kim loaïi cuûa men vôùi goác CN,– caûn trôû quaù trình vaän chuyeån caùc chaát trong cô theå vaø hoâ haáp teá baøo bò öùc cheá. Neáu noàng ñoä CN– khoâng ñuû gaây cheát thì noù taùch ra khoûi caùc men chuyeån thaønh ion SCN– khoâng ñoäc vaø ñöôïc thaûi ra bôûi thaän.

7.5. ÑOÄC CHAÁT HALOGEN HOÙA VAØ TAÙC HAÏI

Halogen laø caùc nguyeân toá thuoäc nhoùm halogen nhö chlor, flor, brom, iod; chuùng lieân keát coäng hoùa trò vôùi carbon, vôùi caùc nguyeân toá voâ cô taïo ra caùc saûn phaåm môùi coù haïi cho moâi tröôøng. Chuùng coù maët raát ít, xuaát hieän trong moâi tröôøng chuû yeáu do caùc hoaït ñoäng cuûa con ngöôøi nhö caùc chaát thaûi töø hoaït ñoäng coâng nghieäp, noâng nghieäp, toàn dö thuoác BVTV… Moät trong caùc nguyeân toá halogen gaây haïi cho moâi tröôøng laø chlor voâ cô, moät ion chính coù hoaït tính sinh lyù. Chlor lieân keát coäng hoùa trò vôùi carbon ít coù maët trong thieân nhieân. Ngöôøi ta ñaõ tìm thaáy nhieàu halogen laï trong caùc sinh vaät bieån, naám vaø sinh vaät baäc cao. Caùc sinh vaät bieån phaûi soáng trong moâi tröôøng coù noàng ñoä halogen cao hôn nhöõng sinh vaät soáng treân caïn vaø trong moâi tröôøng nöôùc ngoït.

Halogen deã saûn xuaát, chuùng noái keát deã daøng vaøo nguyeân töû cacbon, ñaëc bieät laø caùc carbon chöa baõo hoøa. Halogen ñöôïc duøng nhieàu trong vieäc cheá taïo dung moâi, hoùa chaát coâng nghieäp, noâng döôïc vaø döôïc phaåm. Thoâng thöôøng, ngöôøi ta halogen hoùa caùc chaát ñeå laøm taêng troïng löôïng phaân töû cuûa caùc hôïp chaát, töùc laø laøm taêng troïng löôïng rieâng, ñieåm soâi, ñieåm noùng chaûy vaø aùp suaát hôi. PCB (palychlorinate biphenyl) ñöôïc cheá taïo baèng caùch chlorin hoùa biphenyl cho tôùi khi ñaït ñöôïc nhöõng tính chaát mong muoán.

344

Caùc hôïp chaát halogen hoùa coù tính beàn vöõng cao hôn laø nhöõng hôïp chaát khaùc. Ví duï, moái lieân keát giöõa C–X (X: halogen) beàn vöõng hôn laø moái lieân keát giöõa C–H. Tính beàn vöõng naøy laïi khoâng toát veà maët moâi tröôøng vì chuùng toàn löu quaù laâu trong thieân nhieân, khoù bò phaân huûy bôûi caùc vi sinh vaät hieáu khí cuõng nhö kò khí. Ví duï, trong moâi tröôøng, DDT chuyeån hoùa thaønh DDE beàn vöõng hôn, ñoäc hôn.

Caùc ñaëc tính cuûa halogen cho thaáy möùc halogen hoùa caøng cao thì tính hoøa tan trong nöôùc ñeàu giaûm. Caùc chaát halogen hoùa coù khaû naêng troän laãn vôùi nhau vaø vôùi caùc vaät chaát phaân cöïc khaùc nhö daàu vaø caùc chaát beùo nguoàn goác sinh hoïc. Caùc chaát halogen hoùa coù xu höôùng tích luõy trong moâ môõ ñoäng vaät. Do ñoù, chuùng laø nhöõng chaát khoù chuyeån hoùa sinh hoïc hoaëc bò baøi tieát ra ngoaøi. Söï tích luõy sinh hoïc cuûa caùc hôïp chaát khoâng phaân cöïc laø raát cao, ñoâi khi sinh vaät tích luõy ôû noàng ñoä cao hôn ôû möùc luõy thöøa töø 3 ñeán 6 laàn so vôùi noàng ñoä coù trong nöôùc maø chuùng ñang soáng. Ñaëc tính beàn vöõng vaø öa chaát beùo cuûa caùc chaát halogen hoùa laø chæ tieâu quan troïng ñeå ñaùnh giaù khaû naêng tích luõy sinh hoïc, trong khi tính hoøa tan trong nöôùc vaø boác hôi laø chæ tieâu ñeå ñaùnh giaù möùc ñoä phaùt taùn trong moâi tröôøng. Thoâng thöôøng, caùc hydrocarbon halogen hoùa coù noàng ñoä thaáp trong nöôùc vaø cao hôn ôû trong buøn ñaùy, ñaát vaø sinh vaät. Söï tích luõy sinh hoïc trong nhieàu loaøi sinh vaät khaùc nhau goïi laø söï phaùt taùn sinh hoïc (bio dispersion). Söï phaùt taùn naøy ñaùng keå laø ôû caùc loaøi coân truøng vì caùc giai ñoaïn aáu truøng phaùt trieån trong nöôùc hoaëc trong lôùp ñaát maët. Caùc chaát coù ñoä boác hôi cao seõ phaân taùn nhanh choùng vaøo trong khoâng khí, caùc hôïp chaát coù ñoä boác hôi trung bình hoaëc thaáp bò aûnh höôûng maïnh meõ bôûi caùc ñieàu kieän khí haäu vaø ñöôïc dòch chuyeån ñi moät quaõng ngaén trong khí quyeån hoaëc bò giöõ laïi laâu daøi trong caùc phöùc chaát khaùc. Döïa treân söï keát hôïp cuûa nguyeân töû halogen maø ngöôøi ta phaân chia ra laøm hai nhoùm chính nhö sau:

* Nhoùm halogen hydrocarbon * Nhoùm halogen voøng thôm 7.5.1. Nhoùm hydrocarbon halogen hoùa a) Giôùi thieäu Caùc hydrocarbon halogen hoùa chuû yeáu laø nhoùm chlor höõu cô, coù

nhieàu trong thuoác BVTV. Ñaây laø loaïi hoùa chaát ñöôïc söû duïng roäng raõi trong noâng nghieäp, vì noù coù taùc duïng baûo veä caây troàng, ñaûm baûo cung caáp löông thöïc, thöïc phaåm cho con ngöôøi, beân caïnh lôïi ích thì taùc haïi cuûa

345

chuùng cuõng khoâng nhoû. Tyû leä nhieãm ñoäc hoùa chaát tröø saâu khaù lôùn. Theo Toå chöùc Y teá theá giôùi (WHO) naêm 1972, ôû 19 nöôùc moãi naêm coù ñeán nöûa trieäu ngöôøi bò nhieãm ñoäc. Rieâng ôû Vieät Nam, haøng naêm söû duïng haøng traêm taán hoùa chaát thuoác tröø saâu, haøng traêm ngöôøi bò ngoä ñoäc vaø nhieàu ca naëng ñaõ daãn ñeán töû vong. ÔÛ Myõ cuõng vaäy, hydrocarbon halogen cuõng ñöôïc saûn xuaát raát nhieàu ñeå phuïc vuï nhöõng muïc ñích nhö ñaõ neâu ôû treân. Haøng naêm nöôùc naøy saûn xuaát haøng traêm trieäu taán nhö caùc loaïi chloroform vaø hexachloroethane. Naêm 1978, Myõ ñaõ saûn xuaát 11.109 caân Anh chaát dichloroethane. Caùc vinyl nhö dichloroethylene vaø cinyl chloride cuõng ñöôïc saûn xuaát raát nhieàu. Moät soá caùc chaát nhö chloralhydrate, halothane vaø chloroform taùc haïi ñeán heä thaàn kinh. Nhöõng chaát nhö alkyl halide vaø vinyl halide coù ñoäc tính cho gan vaø thaän cuõng nhö gaây ung thö. Caùc alicyclic halogen hoùa nhö lindane, toxaphene, mirex, aldrin vaø heptachlor cuõng laø nhöõng chaát coù ñoäc tính sinh thaùi cao.

Caùc thuoác tröø saâu thuoäc nhoùm hydrocarbon halogen phaûi keå ñeán moät soá loaïi thuoác tröø saâu tieâu bieåu vaø gaây ñoäc cho ngöôøi cuõng nhö moâi tröôøng vaø chuùng toàn dö laâu beàn trong moâi tröôøng nhö dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT), hexachloroxyclohexan …

b) Dichlorodiphenyltrichlorethane (DDT)

– Tính chaát: DDT coù coâng thöùc C14H9Cl15, ôû daïng boät traéng hay xaùm nhaït, tan raát ít trong nöôùc, nhöng khi hoøa tan DDT trong nöôùc thì chuùng taïo thaønh huyeàn phuø. Khi phun thuoác naøy leân caây thì chuùng baùm vaøo laù. DDT tan nhieàu trong caùc dung moâi. Nhieät ñoä noùng chaûy laø 108,5oC – 109oC. AÙp suaát hôi ôû 20oC laø 1,5.10–7 mmHg.

DDT bò khöû chlor ñeå bieán thaønh DDD (diclorodiphenyl dichloroethane hoaëc coù teân thöông maïi laø rhothane), ñaây laø moät chaát dieät coân truøng. Tieáp theo DDD bò khöû chlor vaø hydro bieán ñoåi thaønh DDE, laø saûn phaåm cuûa DDT vaø chaát DDE toàn tröõ laâu hôn, beàn hôn vaø thöôøng coù noàng ñoä cao hôn DDT vaø DDD trong moâi tröôøng. Nhôø khaû naêng phaân huûy cuûa caùc sinh vaät maø töø DDT seõ chuyeån thaønh DDD vaø DDE. Ngöôøi ta cheá ra loaïi thuoác naøy laøm thuoác dieät tröø nheän. Ngöôøi ta cuõng tìm thaáy chuùng coù trong môõ cuûa loaøi haûi caåu. Nhö vaäy, ñaây cuõng laø loaïi nguy hieåm vì chuùng khoâng bò ñaøo thaûi maø tích luõy trong caùc moâ môõ.

– Taùc haïi: gaây toån thöông ñeán heä thaàn kinh, laøm yeáu cô vaø co giaät, caùc tai bieán beân ngoaøi thöôøng gaëp laø ban ñoû, phuø neà, da ñoû. Ngöôøi tieáp

346

xuùc vôùi DDT laâu daøi vôùi noàng ñoä thaáp cuõng gaây nhieãm ñoäc nhö run, bieán ñoåi caùc toå chöùc gan vaø bieán ñoåi nheï ôû thaän. Lieàu gaây ñoäc ñoái vôùi ngöôøi laø 30g. DDT ñöôïc tích luõy qua chuoãi thöùc aên. Khoaûng caùch an toaøn giöõa noàng ñoä dieät ñöôïc coân truøng vaø lieàu gaây ñoäc cho ngöôøi laø 0,4 g/kg.

c) Hexachloroxyclohexan – Tính chaát: coâng thöùc C6H6Cl6 (666) laø moät loaïi boät maøu traéng,

khoâng tan trong nöôùc; tan trong coàn, benzene… Nhieät ñoä noùng chaûy laø 112,5oC, aùp suaát hôi ôû 20oC laø 9,4.10–6 mmHg. Noù coù 8 ñoàng phaân, trong ñoù 7 ñoàng phaân khoâng ñoäc, rieâng ñoàng phaân α laø gaây ñoäc.

– Taùc haïi: 666 taùc ñoäng do tieáp xuùc qua tieâu hoùa hoaëc hoâ haáp, laøm thuoác tieâu dieät coân truøng. So vôùi DDT thì 666 ít ñoäc hôn, lieàu löôïng gaây ñoäc nghieâm troïng ñoái vôùi ngöôøi lôùn töø 20 – 30g. Khi bò nhieãm ñoäc 666 thöôøng gaây roái loaïn tieâu hoùa, ñau ñaàu choùng maët, suy nhöôïc cô theå.

d) Methyl bromide (CH3Br), methyl chloride (CH3Cl), methyl iodide (CH3I)

– Tính chaát: Ba chaát naøy ñeàu laø chaát khí, boác hôi cao ôû nhieät ñoä thöôøng. Chuùng ñöôïc söû duïng trong kyõ ngheä laøm laïnh, trong toång hôïp hoùa hoïc. Methyl bromide ñöôïc söû duïng trong cöùu hoûa.

– Taùc haïi: Methyl iodide coù theå hoøa tan môõ. Methyl chloride vaø methyl iodide xaâm nhaäp vaøo teá baøo, chuùng bò thuûy phaân taïo thaønh caùc methol vaø halogenion.

Nhöõng phaùt hieän beänh laø söï xung huyeát cuûa gan, thaän, phoåi vôùi nhöõng thay ñoåi trong caùc teá baøo, vieâm cuoáng phoåi. Nhöõng chaát naøy gaây nguy haïi haàu heát ñeán caùc teá baøo.

– Giôùi haïn tieáp xuùc: 5 ppm ñoái vôùi methyl bromide, 50 ppm ñoái vôùi methyl chloride vaø 2 ppm cho methyl iodide.

e) Trichloroethylene – Tính chaát: Coâng thöùc CHCl3, nhieät ñoä soâi 88oC, aùp suaát bay hôi ôû

nhieät ñoä 20oC laø 60 mmHg. Trichloroethylene phaân huûy thaønh dichloroethylene, phosgene vaø carbon monoxide keát hôïp vôùi caùc chaát kieàm nhö voâi, soâña.

Trichloroethylene ñöôïc söû duïng nhö laø moät chaát dung moâi coâng nghieäp nhö chaát laøm saïch töôøng, quaàn aùo, thaûm hoaëc söû duïng ñeå gaây meâ hoaëc laøm giaûm ñau nhöng raát nguy hieåm.

347

– Taùc haïi: laøm suy nhöôïc heä thaàn kinh trung öông, phoåi, tim, gaây ra chöùng loaïn nhòp tim, taâm thaát caáp tính … Giôùi haïn tieáp xuùc laø 50 ppm. Lieàu löôïng gaây haïi ñoái vôùi ngöôøi lôùn qua ñöôøng tieâu hoùa vaø hoâ haáp laø 5ml.

g) Tetrachloroethylene

– Tính chaát: Cl Cl

Coâng thöùc caáu taïo: C = C

Cl Cl

Nhieät ñoä soâi: 121oC, aùp suaát bay hôi ôû 20oC laø 15 mmHg.

Tetrachloroethylene laø loaïi dung moâi höõu cô ñöôïc söû duïng nhö dung moâi laøm saïch khoâ.

– Taùc haïi: Chæ gaây ngoä ñoäc caáp tính maø khoâng gaây ngoä ñoäc maõn tính. Ñaây laø moät ñoäc chaát haáp thuï qua phoåi vaø da. Giôùi haïn tieáp xuùc laø 50 ppm; lieàu löôïng gaây ñoäc laø 230 ppm

7.5.2. Nhoùm halogen voøng thôm

a) Giôùi thieäu

Trong coâng nghieäp, nhaát laø coâng nghieäp cheá bieán thuyû saûn, thuoác tröø saâu, saûn xuaát giaáy, möïc in … moät löôïng lôùn chaát thaûi ñöôïc sinh ra laø nhöõng hôïp chaát halogen voøng thôm nhö PCP (polychlorophenol), PCPP (polychlorpp), PCB (polychlorobiphenyl), PCBz (polychlorobenzene)... Haàu heát ñaây laø nhöõng chaát coù ñoäc tính cao, aûnh höôûng ñeán söùc khoûe con ngöôøi vaø moâi tröôøng. Caùc hôïp chaát ñoái vôùi phenol vaø phenolxy halogen hoùa coù tính phaân cöïc cao hôn caùc hôïp chaát thôm halogen hoùa. Do vaäy, chuùng coù phaûn öùng khaùc nhau. Caùc chaát naøy coù theå ñöôïc saûn xuaát do muïc ñích rieâng bieät naøo ñoù hoaëc laøm chaát trung gian cho caùc phaûn öùng hoùa hoïc, saûn phaåm phaân huûy caùc hoùa chaát phöùc taïp.

b) Taùc haïi

Ñaëc tính phaân cöïc cuûa caùc chaát thôm halogen hoùa laøm cho chuùng coù theå ñaït ñeán noàng ñoä cao trong moâi tröôøng loûng vaø phaân boá ñoàng ñeàu trong caùc teá baøo. Caùc benzene halogen hoùa nhö bromobenzene, p– dichlorobenzene (PDP), hexachlorobenzene (HCB) ñeàu coù tính öa môõ cao. Do vaäy, tröôùc khi bò loaïi thaûi chuùng ñaõ ñi vaøo caùc quaù trình bieán döôõng. Caùc hôïp chaát naøy gaây haïi cho gan thaän vaø heä thaàn kinh. Caùc chaát

348

bieán döôõng goàm nhöõng phenol halogen hoùa coù hoaït tính sinh hoïc gaây ra bieán dò vaø ñaëc bieät, haàu heát chuùng ñeàu gaây ung thö. Do caùc halogen voøng thôm coù toàn dö laâu trong moâi tröôøng, noù ñi vaøo chuoãi thöùc aên vaø deã daøng xaâm nhaäp vaøo cô theå ngöôøi thoâng qua chuoãi thöùc aên. Caùc chaát halogen voøng thôm xaâm nhaäp kieåu naøy seõ toàn dö laâu daøi, gaây ra caùc ngoä ñoäc maõn tính, khoù chöõa vaø aûnh höôûng maïnh leân tính di truyeàn. Ví duï, nhieàu khi ôû ngöôøi cha vaø meï khoâng coù daáu hieäu cuûa nhieãm ñoäc dioxin nhöng ñeán khi sinh con thì nhieãm ñoäc dioxin naøy ñaõ laøm cho ñöùa treû bò dò daïng. Chaát ñoäc dioxin khoù ñaøo thaûi vì chuùng toàn dö trong môõ, trong caùc moâ, phaù huûy teá baøo, laøm ñaûo loän traät töï cuûa caùc gen; do vaäy, ñaõ laøm toån thöông ñeán thai nhi.

Ngoaøi ra, coøn coù moät soá chaát halogen hoùa gaây aûnh höôûng ñeán moâi tröôøng nhö: CFC, CCl4, CH3Cl, CH3Br, CH3I.

• CFC

Ñaây laø moät hôïp chaát halogen hoùa hoaøn toaøn. CFC coù aûnh höôûng ñeán lôùp ozone ôû taàng bình löu, ñoàng thôøi cuõng laø chaát khí hoaït ñoäng böùc xaï laøm cho traùi ñaát noùng leân (Xem theâm – Sinh thaùi Moâi tröôøng öùng duïng – Leâ Huy Baù, NXB KH & KT, 2000). Ñeå baûo veä taàng ozone coäng ñoàng quoác teá keâu goïi ngaên chaën ngay laäp töùc vieäc saûn xuaát ra CFC.

CFC coù teân goïi chloroflorocarbon hay cloroflorohydrocarbon (coøn ñöôïc goïi laø freon) laø nhöõng daãn xuaát cuûa caùc hôïp chaát chöùa chlor vaø flor cuûa methane. CFC laø moät hoï caùc hôïp chaát raát trô veà maët hoùa hoïc, nhieät ñoä soâi thaáp, ñoä nhôùt nhoû, söùc caêng beà maët keùm, ñoä beàn nhieät cao vaø coù ñoäc tính thaáp. Nhôø coù caùc ñaëc tính naøy maø CFC ñöôïc söû duïng trong raát nhieàu lónh vöïc khaùc nhau cuûa khoa hoïc, kyõ thuaät vaø vaø ñôøi soáng nhö phöông tieän chöõa chaùy, taùc nhaân laøm laïnh, taïo loã xoáp trong kyõ ngheä cao su vaø chaát deûo, dung moâi cho caùc myõ phaåm, dung moâi phun sôn, thuoác tröø saâu, dung moâi taåy röûa caùc linh kieän trong kyõ ngheä ñieän töû … Vì CFC coù nhieàu coâng duïng nhö vaäy neân noù ñaõ ñöôïc saûn xuaát vôùi khoái löôïng lôùn. Chaúng haïn naêm 1963, Myõ saûn xuaát khoaûng 300.000 taán. Ngoaøi ra, CFC coøn duøng ñeå saûn xuaát caùc halon. Caùc halon laø nhöõng daãn xuaát chöùa chlor, flor vaø brom cuûa methane vaø ethane. CFC vaø halon phaùt thaûi vaøo khí quyeån töø caùc nguoàn khaùc nhau vaø noù ñöôïc giöõ laïi ôû taàng bình löu. ÔÛ ñaây chuùng bò phaân huûy döôùi taùc duïng cuûa tia töû ngoaïi trong aùnh saùng maët trôøi.

349

Caùc goác chlor töï do ñöôïc taïo ra coù khaû naêng phaûn öùng raát lôùn vaø ngöôøi ta cho raèng chính caùc phaàn töû naøy ñoùng vai troø quan troïng trong vieäc phaù huûy taàng ozone cuûa traùi ñaát. Cöù 1 phaân töû CFC giaûi phoùng ra 1 nguyeân töû Cl, maø 1 nguyeân töû Cl naøy trong voøng ñôøi cuûa noù, laïi phaù huûy 100 ngaøn phaân töû ozone trong taàng bình löu. Thôøi gian toàn taïi cuûa CFC khoaûng töø 80 – 180 naêm, cho neân ngay caû khi ngöng saûn xuaát vaø söû duïng caùc CFC thì haäu quaû cuûa chuùng vaãn coøn keùo daøi theâm haøng maáy chuïc naêm nöõa.

7.6. ÑOÄC CHAÁT DAÏNG PHAÂN TÖÛ Caùc hoùa chaát ñoäc daïng phaân töû nhö O3, Cl2, F2, Br2, I2, NH3 …

Nhöõng chaát naøy thöôøng ôû daïng khí cho neân khi bò nhieãm chuùng ñöôïc haáp thuï qua ñöôøng hoâ haáp vaø gaây taùc haïi ôû phoåi, gaây öùc cheá tuaàn hoaøn naõo, gaây khoù thôû vaø nhieàu khi beänh nhaân cheát do suy hoâ haáp naëng. Sau ñaây chuùng ta ñi saâu vaøo moät soá chaát tieâu bieåu.

7.6.1. Chlor (Cl2)

a) Tính chaát

Chlor laø chaát khí coù maøu vaøng luïc, coù muøi ñaëc bieät gaây ngaït thôû. Khi ôû noàng ñoä 5 ppm thì phaùt hieän ñöôïc ra muøi. Tyû troïng lôùn hôn khoâng khí d = 2,49, deã hoùa loûng; tan trong nöôùc, deã tan trong dung moâi höõu cô. Chlor deã bò haáp phuï vôùi than hoaït tính. Chlor laø chaát oxy hoùa maïnh.

b) Taùc haïi

Chlor gaây boûng da, nguy hieåm nhaát laø boûng maét, gaây kích thích caùc nieâm maïc, ñöôøng hoâ haáp vaø maét. Khi bò nhieãm ñoäc ôû lieàu löôïng cao, beänh nhaân suy hoâ haáp naëng daãn ñeán ngaát hoaëc daãn ñeán caùi cheát baát ngôø; hít khí chlor vaøo phoåi laøm cho phoåi bò phuø. Khi nhieãm ñoäc ôû lieàu löôïng thaáp thì gaây kích thích nieâm maïc, gaây chaûy nöôùc maét, ho vaø co thaét pheá quaûn.

Sau ñaây laø moät soá ví duï veà noàng ñoä tieáp xuùc vôùi chlor: ôû 1000 ppm, chlor gaây ngaït thôû vaø daãn ñeán caùi cheát nhanh. Bò nhieãm ôû noàng ñoä 10ppm gaây phuø phoåi, vieâm pheá quaûn; coøn ôû noàng ñoä 1ppm, beänh nhaân coù theå chòu ñöïng keùo daøi ñöôïc.

* Nhieãm ñoäc caáp tính Khi hít phaûi chlor ôû noàng ñoä cao, coù nhöõng trieäu chöùng sau ñaây:

caûm giaùc ngaït thôû, ñau vuøng xöông öùc, ho coù ñaøm laãn maùu, nhöùc ñaàu, ñau thöôïng vò; coù theå gaây phuø phoåi …

350

* Nhieãm ñoäc maõn tính Khi laøm vieäc, tieáp xuùc laâu daøi vôùi chlor, coù theå gaây ra caùc trieäu

chöùng sau:

– Caùc toån thöông da, roái loaïn hoâ haáp, vieâm pheá quaûn maõn tính

– Roái loaïn veà maét, vieâm keát maïc, vieâm giaùc maïc, vieâm mí maét

– Roái loaïn tieâu hoùa, chaùn aên, buoàn noân…

– Roái loaïn toång quaùt nhö gaây thieáu maùu, nhöùc ñaàu choùng maët

* ÖÙng duïng

Ngaøy nay, ngöôøi ta söû duïng chlor laøm chaát saùt truøng cho caùc coâng trình xöû lyù nöôùc thaûi vaø caùc coâng trình xöû lyù nöôùc caáp. Tuy nhieân, chlor coù theå laø “con dao hai löôõi” vì noù giuùp cho vieäc khöû truøng nhöng neáu haøm löôïng dö coøn nhieàu trong nöôùc noù coù khaû naêng keát hôïp vôùi caùc chaát höõu cô coù trong nöôùc, laïi taïo theâm chaát ñoäc trong nöôùc nhö chloroform CH3Cl. Vì vaäy, khi söû duïng chlor phaûi heát söùc thaän troïng.

7.6.2. Broâm (Br2)

a) Tính chaát: Broâm ôû traïng thaùi loûng, maøu ñoû naâu, coù muøi haéc. Broâm laø chaát ñoäc coù khoái löôïng rieâng laø 3,1 g/cm3, nhieät ñoä soâi laø 58oC.

b) Taùc haïi: Khi hít phaûi khí broâm, nhieãm ñoäc coù trieäu chöùùng bieåu hieän gioáng nhö khi bò nhieãm ñoäc khí chlor vôùi bieåu hieän cao nhaát laø gaây phuø phoåi caáp tính, bieåu hieän nheï gaây boûng da, ho vaø khoù thôû…

7.6.3. Iot (I2)

– Ñöôïc söû duïng nhieàu ôû daïng coàn ñeå saùt truøng, dung dòch lugol (5% iot töï do) ñeå chöõa beänh tuyeán giaùp. Tinh theå maøu ñoû tía laáp laùnh, deã boác hôi khi ñeå ngoaøi khoâng khí töï do.

– Lieàu gaây cheát: khoaûng 2g tinh theå ioát cho ngöôøi lôùn. Khi bò nhieãm ñoäc baèng ñöôøng mieäng, nieâm maïc mieäng, thöïc quaûn, daï daøy, bò boûng naëng; naïn nhaân noân, aûnh höôûng ñeán tim maïch, giaõy duïa vaø töû vong. Nieâm maïc mieäng coù maøu naâu ñaëc bieät.

7.6.4. Flor (F2)

a) Tính chaát Flor (F2) laø moät nguyeân toá aù kim ñieån hình, thuoäc nhoùm halogen.

Neáu so saùnh flor vôùi caùc nguyeân toá khaùc trong nhoùm halogen thì flor hoaït

351

ñoäng hoùa hoïc maïnh nhaát. Flor töï do luoân toàn taïi ôû traïng thaùi phaân töû. Flor ñöôïc phaân boá raûi raùc treân voû ñòa caàu töø 750 – 800 g/taán. Flor naèm trong caùc moû quaëng vaø hoøa tan trong caùc maïch nöôùc ngaàm. Nöôùc bò nhieãm flor gaây nguy haïi cho con ngöôøi vaø caùc loaøi thuûy sinh.

Flor laø moät nguyeân toá coù hoaït tính hoùa hoïc cöïc maïnh; chuùng töông taùc haàu heát vôùi caùc ñôn chaát, taùc duïng maïnh vôùi kim loaïi taïo thaønh muoái vaø thoaùt nhieät lôùn. Ví duï, flor taùc duïng vôùi Na seõ taïo ra NaF. Caùc loaïi muoái naøy ñeàu deã tan trong nöôùc vaø taát caû caùc loaïi muoái cuûa flor ñeàu raát ñoäc. Ngöôøi ta lôïi duïng tính chaát ñoäc naøy cuûa flor ñeå laøm thuoác tröø saâu, dieät coân truøng, dieät chuoät. Acid HF laø moät loaïi acid maïnh vaø coù tính chaát aên moøn thuûy tinh khi chuùng keát hôïp vôùi SiO2. Khi F ôû daïng hôïp chaát CFC seõ coù khaû naêng bay leân töø maët ñaát qua caùc taàng khí quyeån vaø ñeán taàng Bình Löu (khoaûng 27 – 30 km), gaây haïi taàng O3.

b) ÖÙng duïng

Flor ñöôïc duøng trong saûn xuaát phaân boùn, thuoác tröø saâu. Coøn thuoác choáng saâu raêng ñöôïc taïo ra baèng caùch cho flor vaøo kem ñaùnh raêng. Flor laøm thuoác dieät khuaån, khöû truøng trong nöôùc uoáng. Lôïi duïng tính aên moøn thuûy tinh, ngöôøi ta duøng hôïp chaát cuûa flor ñeå veõ hoa vaên treân thuûy tinh … Duøng HF ñeå toång hôïp höõu cô, ñeå ñieàu cheá florur, hoaëc taùch caùt ôû nhöõng vaät ñuùc baèng kim loaïi hoaëc quaëng trong phaân tích khoaùng vaät. Nhöõng thí nghieäm cuûa nhieàu nöôùc treân theá giôùi cho thaáy raèng, vieäc theâm flor vaøo trong nöôùc hoaëc kem ñaùnh raêng ñaõ laøm giaûm tæ leä saâu raêng vaø chöùng beänh vi khuaån trong mieäng (vì trong mieäng nöôùc boït coù ñoä pH vaø nhieät ñoä thích hôïp cho vieäc phaùt trieån vi khuaån gaây beänh saâu raêng).

c) Taùc haïi

Neáu haøm löôïng flor quaù lôùn seõ gaây beänh muïc xöông, vieâm tuûy, vieâm chaân raêng, nöùt men raêng coù theå daãn ñeán caùi cheát. Hôi HF raát ñoäc, khi rôi vaøo da gaây boûng naëng vaø raát ñau ñôùn.

Lieàu gaây cheát ngöôøi cuûa NaF vaøo khoaûng 5 g. Lieàu löôïng cho pheùp trong kem ñaùnh raêng laø F– < 1000 mg/kg.

Giôùi haïn trong nöôùc < 0,5 mg/l theo TCVN (1985); coøn ôû Phaùp, F– < 0,3 mg/l.

Neáu haøm löôïng flor trong nöôùc lôùn hôn 5 mg/l seõ laøm cho men raêng bò nöùt, raêng bò bieán daïng. Tuy nhieân, ngöôøi ta nhaän thaáy raèng, khi trong

352

nöôùc coù flor töø 1,5 ñeán 2 mg/l laø ñaõ thaáy baét ñaàu bò beänh veà raêng. Do flor coù aùi löïc maïnh vôùi phosphate calci neân löôïng flor tích tuï trong cô theå seõ gaây muïc xöông, vieâm tuûy, ñau coät soáng.

Trong caùc loaïi thuoác uoáng choáng saâu raêng, caùc nhaø nghieân cöùu ñaõ cho thaáy, 90% flor ñaõ ñöôïc chuyeån hoùa trong cô theå vaø ñöôïc ñaøo thaûi ra ngoaøi qua ñöôøng nöôùc tieåu, moà hoâi vaø phaân.

7.7. ÑOÄC CHAÁT DO PHOÙNG XAÏ

Hieän töôïng do phoùng xaï laø hieän töôïng chuyeån hoùa cuûa caùc haït nhaân nguyeân töû cuûa nguyeân toá naøy sang haït nhaân cuûa nguyeân toá khaùc, keøm theo caùc daïng böùc xaï khaùc nhau. Coù boán loaïi phoùng xaï:

a) Caùc haït alpha: goàm hai proton vaø hai neutron, coù naêng löôïng ñaâm xuyeân nhoû, deã maát naêng löôïng trong khoaûng caùch ngaén; chuùng coù theå xuyeân vaøo cô theå soáng qua ñöôøng hoâ haáp hoaëc tieâu hoùa, gaây taùc haïi cho cô theå do tính ion hoùa.

b) Caùc haït beta: coù khaû naêng ñaâm xuyeân maïnh hôn, nhöng deã bò ngaên laïi bôûi caùc lôùp nöôùc, thuûy tinh hoaëc kim loaïi. Caùc haït naøy gaây taùc haïi cho cô theå soáng.

c) Caùc tia gama: laø caùc böùc xaï ñieän töø soùng ngaén gioáng tia X, coù khaû naêng xuyeân qua caùc vaät lieäu daøy vaø gaây taùc haïi cho cô theå sinh vaät.

d) Böùc xaï neutron: thöôøng chæ coù trong loø phaûn öùng haït nhaân. Moät soá nguyeân toá naëng khoâng beàn coù khoái löôïng haït nhaân lôùn hôn neutron, do ñoù nhaân vôõ thaønh hai maûnh taïo ra caùc neutron coù ñoä ñaâm xuyeân cao.

7.7.1. Nguoàn gaây oâ nhieãm phoùng xaï

- Do khai thaùc nhieàu caùc lôùùp ñaát treân beà maët vaø caùc lôùp ñaát bao phuû quaëng töï nhieân

- Do caùc vuï noå haït nhaân (möa phoùng xaï)

– Söû duïng caùc ñoàng vò phoùng xaï trong ñieàu trò beänh vaø nghieân cöùu khoa hoïc.

– Söû duïng caùc ñoàng vò phoùng xaï trong coâng nghieäp vaø noâng nghieäp

– Loø phaûn öùng coâng nghieäp vaø thí nghieäm khoa hoïc bò roø ræ

– Maùy gia toác thöïc nghieäm.

353

7.7.2. Taùc haïi

Böùc xaï haït nhaân coù khaû naêng gaây cheát ngöôøi do phaù vôõ caáu truùc teá baøo, taùc haïi ñeán nhieãm saéc theå.

a) Beänh nhieãm phoùng xaï caáp tính

Khi laøm vieäc vôùi phoùng xaï, neáu bò nhieãm ôû noàng ñoä quaù cao thì beänh nhaân bò nhieãm phoùng xaï caáp tính. Beänh nhaân bò roái loaïn heä thaàn kinh trung öông, ñaëc bieät ôû voû naõo, gaây nhöùc ñaàu, choùng maët, buoàn noân, hoài hoäp, khoù nguû, keùm aên, meät moûi.

Da bò boûng hoaëc taáy ñoû ôû choã tia phoùng xaï chieáu vaøo. Cô quan taïo maùu bò toån thöông maïnh, ñaëc bieät laø caùc teá baøo maùu, nhaát laø caùc teá baøo maùu ôû ngoaïi vi vaø ôû tuûy xöông; bò giaûm baïch caàu, tieåu caàu cuõng bò giaûm nhöng chaäm hôn, daãn ñeán beänh nhaân thieáu maùu, giaûm khaû naêng choáng ñôõ beänh nhieãm truøng.

Cô theå bò suy yeáu: giaûm caân, bò nhieãm truøng naëng roài cheát.

b) Beänh nhieãm phoùng xaï maõn tính

Trieäu chöùng xuaát hieän muoän, coù tôùi haøng naêm sau hoaëc haøng chuïc naêm sau khi bò chieáu tia phoùng xaï hoaëc bò nhieãm chaát phoùng xaï.

Beänh xaûy ra khi bò nhieãm vôùi moät lieàu löôïng khoaûng 200 rem hoaëc nhoû hôn nhöng trong moät thôøi gian daøi.

Trong thôøi gian ñaàu bò beänh, beänh nhaân bò suy nhöôïc thaàn kinh, suy nhöôïc cô theå sau ñoù roái loaïn caùc cô quan taïo maùu, roái loaïn chuyeån hoùa ñöôøng, lipid, protid, muoái khoaùng vaø cuoái cuøng bò thoaùi hoùa. Beänh nhaân thöôøng bò ñuïc maét, ung thö da, ung thö xöông… Möùc ñoä beänh phuï thuoäc vaøo nhieàu yeáu toá:

– Toång lieàu löôïng chieáu xaï vaø soá laàn chieáu xaï. Toång lieàu löôïng caøng lôùn thì taùc haïi caøng maïnh.

Ví duï, nhieãm 300 rem coøn coù theå chöõa ñöôïc, nhöng nhieãm ñeán 600 rem, beänh seõ naëng vaø chaéc chaén ngöôøi beänh seõ bò cheát. Cuøng bò nhieãm toång lieàu löôïng nhö nhau, nhöng phaân taùn ôû nhieàu lieàu nhoû goäp laïi thì taùc haïi ít hôn laø bò chieáu moät laàn.

– Dieän tích bò tia phoùng xaï chieáu caøng roäng caøng nguy hieåm, bò chieáu toaøn thaân nguy hieåm hôn bò chieáu ôû moät boä phaän. Trong cô theå

354

vuøng ñaàu laø vuøng quan troïng nhaát, neáu bò chieáu thì nguy hieåm hôn caùc vuøng khaùc.

– Caùc teá baøo ung thö, teá baøo cuûa toå chöùc thai nhi nhaïy vôùi phoùng xaï hôn caùc teá baøo tröôûng thaønh. Khi cô theå ñang meät moûi, ñoùi buïng, ñang bò nhieãm truøng, ñang bò nhieãm ñoäc thì aûnh höôûng cuûa caùc tia phoùng xaï nhaïy hôn.

Chaát phoùng xaï coù khaû naêng luaân chuyeån qua laïi trong moâi tröôøng khoâng khí, nöôùc vaø moâi tröôøng ñaát.

Caùc chaát phoùng xaï haït nhaân coù theå tích luõy trong cô theå sinh vaät. Löôïng böùc xaï haït nhaân Cs137 coù trong moät soá sinh vaät ôû Thuïy Ñieån do söï coá phoùng xaï naêm 1986 nhö sau:

Caù hoài löôïng Cs137 coù trong caù laø 18,700 Bq/kg

Caù cheùp 2,84 Bq/kg

Caù trích 980 Bq/kg

Vòt trôøi 1.290 Bq/kg

Chim boùi caù 107 Bq/kg

Soø 2.280 Bq/kg

Heán 1.180 Bq/kg c) Taùc haïi cuûa buïi phoùng xaï

Buïi phoùng xaï xaâm nhaäp tôùi beà maët traùi ñaát töø khí quyeån. Nguoàn goác cuûa buïi loaïi naøy laø nhöõng vuï noå thöû vuõ khí haït nhaân. Buïi phoùng xaï khi rôi xuoáng laù caây seõ gaây taùc ñoäng coù haïi vaøo chuoãi thöùc aên ñoái vôùi caùc sinh vaät aên laù. Sau ñoù, caùc sinh vaät khaùc aên loaïi sinh vaät naøy vaø cuoái cuøng con ngöôøi bò nhieãm xaï. Löôïng buïi phoùng xaï maø maët ñaát thu nhaän phuï thuoäc vaøo baûn chaát cuûa ñaát, ñòa hình vaø loaïi thaûm thöïc vaät. Theo Odum (1971), giöõa ñoàng coû treân ñaát than buøn coù tính acid vaø caùc ñoàng coû moïc treân caùc ñaát ñoài nuùi laø raát khaùc nhau vaø khaû naêng haáp phuï caùc chaát phoùng xaï döôøng nhö phuï thuoäc vaøo ñaëc tính pH cuûa ñaát. Ñoàng coû ôû vuøng ñoài maø ñaát coù tính trung tính thì buïi phoùng xaï trong ñaát laø 1 (Bq/kg), ôû coû seõ laø 21 vaø trong xöông con cöøu laø 714; trong khi ñoàng coû moïc ôû thung luõng chaát phoùng xaï trong ñaát laø 1, treân coû laø 6,6 vaø trong xöông cuûa ñoäng vaät aên coû laø 115. Nhö vaäy, nhöõng ñoäng vaät aên coû tích luõy buïi phoùng xaï cao hôn nhieàu so vôùi trong ñaát vaø trong coû.

355

Chaát phoùng xaï xaâm nhaäp vaøo cô theå con ngöôøi chuû yeáu laø qua nöôùc. Nguoàn chaát phoùng xaï ôû trong ñaát vaø buïi phoùng xaï xaâm nhaäp vaøo ñaát töø khí quyeån, cuoái cuøng xaâm nhaäp vaøo nöôùc maët vaø nöôùc ngaàm, töø nöôùc maët, qua sinh vaät phuø du (plankton) hoaëc qua heä thöïc vaät lôùn (macrophytes), sau ñoù caù aên thöùc aên phuø du vaø cuoái cuøng laø ngöôøi aên caù. Ngoaøi ra, nöôùc maët vaø nöôùc ngaàm bò nhieãm phoùng xaï maø ngöôøi söû duïng nöôùc khoâng bieát seõ bò nhieãm xaï. Hoaëc laø caùc chaát phoùng xaï töø nöôùc ñöôïc caùc loaïi caây troàng haáp thu sau ñoù ñeán ngöôøi aên rau, cuû, quaû seõ bò nhieãm xaï.

7.8. ÑOÄC CHAÁT TRONG THUOÁC LAÙ (Xem theâm Ñoäc hoïc moâi tröôøng taäp 2 – phaàn Chuyeân ñeà – Leâ Huy Baù, NXB ÑHQG, 2008)

Trong thuoác laù chöùa ankaloid bao goàm nicotine, nicotellin, nicotein, isonicotein, nicotimin, nicotysin anabasin.

Ngoaøi ra, thuoác laù coøn chöùa caùc chaát khaùc nhö: saùp, nhöïa daàu, acid citric, acid malic, acid oxalic, pyridin vaø xyanur. Trong khoùi thuoác laù, ngoaøi nhöõng chaát treân coøn coù CO vaø moät soá chaát khaùc. Nhöng so vôùi haøm löôïng caùc chaát khaùc coù trong thuoác laù thì nicotine coù haøm löôïng cao nhaát vaø ñoäc nhaát.

• Nicotine (C10H14N2) a) Tính chaát

Trong thuoác laù, hoaït chaát chuû yeáu laø caùc alkaloid, ñaëc bieät laø nicotine, chuùng taäp trung chuû yeáu ôû laù. Trong thuoác laù coù töø 2 – 10% laø nicotine vaø trong thuoác laøo vaøo khoaûng 16% nicotine.

Nicotine laø moät chaát loûng, saùnh nhö daàu, khoâng maøu, coù muøi haéc, vò cay noùng; tan trong nöôùc, tan maïnh trong caùc dung moâi höõu cô. ÔÛ ngoaøi khoâng khí vaø aùnh saùng, nicotine chuyeån sang maøu naâu vaø gaây muøi kích thích ñaëc bieät.

Nhieät ñoä noùng chaûy: –80oC, nhieät ñoä soâi: 246oC.

Nicotine coù phaûn öùng kieàm maïnh, taïo muoái beàn, keát tuûa cuûa caùc muoái KLN nhö Pb, Hg,…

b) Taùc haïi

Nicotine laø moät chaát raát ñoäc, coù theå gaây nhieãm ñoäc nghieâm troïng hoaëc gaây töû vong do söï haáp thuï vaøo cô theå qua ñöôøng tieâu hoùa.

356

– Nhieãm ñoäc caáp tính

Khi nhai thuoác laù deã bò nhieãm ñoäc caáp tính do haáp thuï nöôùc chaét töø thuoác laù (vì nhöõng cuï giaø aên traàu thöôøng nhai thuoác laù, nuoát laáy caùi nöôùc boû baõ thuoác vaø traàu ra neân hay bò say thuoác maø daân gian ta thöôøng goïi laø say thuoác laøo). Ngöôøi noâng daân coù theå duøng laù thuoác giaõ nhoû ñeå dieät ñæa ôû ruoäng luùa. Ñæa vaøo dung dòch thuoác laù seõ quaèn quaïi vaø cheát.

ÔÛ chaâu Myõ, tröôùc kia ngöôøi ta ñaõ duøng nöôùc chaét thuoác laù ñeå laøm thuoác ñoäc taåm vaøo teân noû.

Khi bò nhieãm ñoäc nicotine, beänh nhaân coù caûm giaùc chaùy boûng ôû thöïc quaûn, daï daøy, buoàn noân, choùng maët, öùa nöôùc boït, moà hoâi laïnh, run tay, nhöùc ñaàu döõ doäi, roái loaïn thò giaùc, tim ñaäp maïnh …

– Nhieãm ñoäc maõn tính

Nguyeân nhaân: duøng nicotine ñeå töï töû nhöng khoâng cheát, do tieáp xuùc ngheà nghieäp, nghieän huùt thuoác laù…

Trieäu chöùng: nicotine gaây ra baèng ñöôøng khaùc nhau thì caùc trieäu chöùng xaûy ra cuõng khaùc nhau.

Neáu haáp thuï qua mieäng thì trieäu chöùng nhieãm ñoäc ñöôøng tieâu hoùa troäi hôn, coù hieän töôïng kích thích maïnh vaø chaùy boûng ñöôøng tieâu hoùa; coù caûm giaùc chaùy boûng ñöôøng thöïc quaûn, daï daøy; buoàn noân, choùng maët, vaõ moà hoâi, run tay, ñau buïng, roái loaïn thò giaùc, tim ñaäp maïnh, huyeát aùp taêng, suy nhöôïc cô theå, roái loaïn cuïc boä … Nhieãm ñoäc maõn tính laø bieåu hieän cuûa nhieãm ñoäc nicotine ngheà nghieäp vaø thöôøng laø qua quaù trình tieáp xuùc laâu daøi vôùi thuoác laù coù noàng ñoä nicotine cao. Nhieãm ñoäc nicotine maõn tính thöôøng gaëp ôû ngöôøi nghieän thuoác laù, hay laøm vieäc trong nhaø maùy hoaëc soáng gaàn nhaø maùy thuoác laù, thu hoaïch phôi saáy thuoác laù, thuoác laøo, keå caû caùc em beù coù boá nghieän thuoác. Nhieãm ñoäc nicotine bieåu hieän ôû:

+ Roái loaïn cuïc boä:

– Nieâm maïc: coù hieän töôïng kích öùng ñoái vôùi muõi, hoïng, khi nhöõng ngöôøi coâng nhaân môùi laøm vieäc tieáp xuùc vôùi thuoác laù coù caûm giaùc ñaày buïng; sau quen daàn seõ maát ñi hieän töôïng ñoù. ÔÛ nhöõng ngöôøi nghieän thuoác laù thaáy hieän töôïng vieâm mieäng.

– Vieâm keát maïc: nhöõng coâng nhaân laøm vieäc trong nhaø maùy thuoác laù môùi tieáp xuùc vôùi thuoác thì baét ñaàu chaûy nöôùc maét, nhöùc maét.

357

– Da: vieâm caùc phaàn da do bò dò öùng, hay gaëp beänh ngoaøi da, nhaát laø caùc toån thöông ôû baøn tay.

– Moùng tay: nhöõng coâng nhaân laøm vieäc tröïc tieáp vôùi thuoác laù, moùng tay bò moûng, deã gaõy, caùc moùng tay coù maøu naâu.

+ Roái loaïn toaøn thaân:

– Tim maïch: nicotine gaây tai bieán nhö côn ñau, tim nhòp ngoaïi taâm thu, bieán ñoåi huyeát aùp.

Coù theå bò roái loaïn maõn tính nhö vieâm ñoäng maïch, vöõa ñoäng maïch, nhoài maùu cô tim …

• Khoùi thuoác laù

Trong quaù trình ñieáu thuoác laù chaùy, noù giaûi phoùng ra caùc chaát nhö oxidde carbon (CO), HCN, chlorur methylen, axeton, caùc aldehyde, Pb, As, Cd, Ni, NO2, phenol vaø caùc hôïp chaát thôm ña voøng nhö PAH… Nhöõng chaát naøy seõ gaây ñoäc cho ngöôøi huùt, ñoàng thôøi cuõng gaây nguy haïi cho nhöõng ngöôøi xung quanh khi hít phaûi chuùng, nhaát laø ñoái vôùi caùc em nhoû vaø khaû naêng gaây ung thö voøm hoïng, phoåi, pheá quaûn… ñoái vôùi ngöôøi huùt thuùt laù thöôøng xuyeân cao hôn laø nhöõng ngöôøi khoâng nghieän thuoác laù. Caùc nghieân cöùu cho thaáy, treû em soáng vôùi boá nghieän thuoác laù coù nguy cô nhieãm ñoäc chì cao gaáp 4 laàn so vôùi treû em khoâng coù boá nghieän thuoác laù.

Caâu hoûi 1. Chaát ñoäc hoùa hoïc laø gì? Chuùng bao goàm nhöõng daïng cô baûn naøo? 2. Baïn haõy neâu moät soá ñoäc chaát daïng phaân töû vaø caùc taùc haïi cuûa noù? 3. Baïn haõy neâu caùc nguoàn gaây oâ nhieãm phoùng xaï vaø caùc taùc haïi cuûa

noù? 4. Baïn haõy neâu caùc taùc haïi cuûa thuoác laø ñoái vôùi cô theå con ngöôøi? 5. Baïn haõy neâu nhöõng hieåu bieát cuûa baïn veà chaát ñoäc maøu da cam vaø

nhöõng taùc haïi caûu noù ñoái vôùi con ngöôøi vaø caùc loaøi sinh vaät? 6. baïn haõy neâu nhöõng taùc haïi cuûa moät soá loaïi chaát ñoäc ion ñieån hình

nhö: Clorua, Sulfate, Cyanur? 7. Baïn haõy neâu nhöõng taùc haïi cuûa ñoäc chaát DDT ñoái vôùi sinh vaät? 8. Baïn haõy neâu nhöõng taùc haïi cuûa nhoùm halogen voøng thôm ñoái vôùi

cô theå sinh vaät?

358

9. Baïn haõy neâu nhöõng taùc haïi cuûa Benzene, Toluene, Xylene vaø Carbon tetrachloride ñoái vôùi caùc loøai sinh vaät?

10. Baïn haõy neâu nhöõng taùc haïi cuûa Tetrachloroethane, Methylene chloride vaø carbon disulfide ñoái vôùi caùc loøai sinh vaät?

Taøi lieäu tham khaûo

1. TRAÀN TÖÛ AN, baøi giaûng kieåm nghieäm ñoäc chaát hoïc, Nhaø xuaát baûn Y hoïc, Haø Noäi, 1984.

2. ÑOÃ HUY BÍCH, Thuoác tröø caây coû vaø ñoäng vaät – DSCK, Nhaø xuaát baûn Y hoïc, Haø Noäi, 1995.

3. LEÂ VAÊN KHOA, Moâi tröôøng vaø oâ nhieãm, Nhaø xuaát baûn Giaùo Duïc, Haø Noäi,1994.